KR102586852B1 - Biased passages in a diffuser and corresponding method for designing such a diffuser - Google Patents

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컨셉츠 엔알이씨, 엘엘씨
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Abstract

터보기계들은 터보기계(3400, 3700, 4000, 4800)의 성능을 증가시키도록 설계된 하나 이상의 유동 안내 특징들을 구비한다. 일부 예시들에서, 유동 안내 특징들은, 원주방향 균일성을 위해서 디퓨저 유입구(2210, 2310, 3410, 4204, 4810, 5208, 808)에서 원주방향 압력 분포를 바이어스하도록, 그렇지 않으면 저-주파수 공간 압력 편차들을 설명하도록, 공간 유동장 편차들의 제어 능력을 증가시키도록, 또는 유동장 편차들을 수정하도록 설계 및 구성된다. 일부 예시들에서, 복수 개의 제1 베인들(1002, 1102, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2204, 2304, 2402, 2502, 2602, 2702, 2802, 2902, 3002, 3102, 3202, 3302, 812, 902) 및 제1 베인들(1002, 1102, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2204, 2304, 2402, 2502, 2602, 2702, 2802, 2902, 3002, 3102, 3202, 3302, 812, 902)과 다른 특성을 구비하는 적어도 하나의 제2 베인들(1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604A, 1604B, 2206, 2306, 2404, 2504, 2604, 2704, 2804, 2904A, 2904B, 814, 908)을 포함하는 일렬(802)의 베인들(2102, 5218, 802)을 구비하는 디퓨저(1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3200, 3300, 3404, 4004, 4700, 4804, 5000, 5200, 602, 800, 900)가 개시된다. 일부 예시들에서, 유동장을 바이어스하기 위해서 하나 이상의 바이어스된 통로들(1006, 1106, 1206, 1306, 1506A, 1606A, 1606B, 2406, 2506, 2606, 2706, 2806A, 2906A, 3206, 4510, 816)을 포함하는 비주기적 섹션(2412, 2512, 2612, 2712, 2812)을 구비하는 디퓨저들(1100, 1900, 2400, 2500)이 개시된다. 일부 예시들에서, 허브(3407, 4002, 4504, 4807, 5002, 5204, 804, 904) 및 쉬라우드(3406, 4502, 4708, 4712, 4806, 5004, 5202, 806, 906) 표면 중 하나 또는 둘 다에 유동방향 길쭉한 리세스들(4706)을 구비하는 터보기계들이 개시된다.The turbomachines are equipped with one or more flow guiding features designed to increase the performance of the turbomachine (3400, 3700, 4000, 4800). In some examples, the flow guiding features are configured to bias the circumferential pressure distribution at the diffuser inlet 2210, 2310, 3410, 4204, 4810, 5208, 808 for circumferential uniformity, otherwise low-frequency spatial pressure variation. It is designed and configured to account for, increase controllability of spatial flow field deviations, or correct flow field deviations. In some examples, a plurality of first vanes 1002, 1102, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2204, 2304, 2402, 2502, 2602, 2702, 2802, 29 02, 3002, 3102, 3202, 3302, 812, 902) and first vanes (1002, 1102, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2204, 2304, 2402) , 2502, 2602, At least one second vane (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604a, 1604b, 206, 2702, 2802, 2902, 3002, 3102, 3202, 3302, 812, 902) A diffuser (1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3200, 3300, 3404, 4004, 4 700, 4804, 5000, 5200, 602, 800, 900) are disclosed. In some examples, one or more biased passages (1006, 1106, 1206, 1306, 1506A, 1606A, 1606B, 2406, 2506, 2606, 2706, 2806A, 2906A, 3206, 4510, 816) are used to bias the flow field. Diffusers (1100, 1900, 2400, 2500) having aperiodic sections (2412, 2512, 2612, 2712, 2812) comprising: In some examples, one or both of the hub (3407, 4002, 4504, 4807, 5002, 5204, 804, 904) and shroud (3406, 4502, 4708, 4712, 4806, 5004, 5202, 806, 906) surfaces. Turbomachines having flow direction elongated recesses 4706 are disclosed.

Description

디퓨저 내 바이어스된 통로들 및 그러한 디퓨저를 설계하기 위한 대응되는 방법Biased passages in a diffuser and corresponding method for designing such a diffuser

본 출원은 2015년 4월 30일에 출원되고, 발명의 명칭이 "터보 기계류를 위한 바이어스된 통로(들) 유동 디바이스(Biased Passage(s) Flow Devices For Turbomachinery)"인 미국 가특허 출원번호 제62/155,341호, 및 2015년 10월 19일에 출원되고, 발명의 명칭이 "디퓨저 유입구에서 비-균일 압력을 고려해서 터보기계를을 설계하기 위한 방법들 및 관련된 구조들 및 디바이스들(Methods For Designing Turbomachines To Account For Non-Uniform Pressures At Diffuser Inlet And Associated Structures And Devices)"인 미국 가특허 출원번호 제62/243,415호에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 이러한 출원들은 각각 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.This application is U.S. Provisional Patent Application No. 62, filed April 30, 2015 and entitled “Biased Passage(s) Flow Devices For Turbomachinery” /155,341, and filed on October 19, 2015, entitled “Methods for Designing a Turbomachinery Considering Non-Uniform Pressure at the Diffuser Inlet and Related Structures and Devices (Methods For Designing) Claims the benefit of priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/243,415, entitled "Turbomachines To Account For Non-Uniform Pressures At Diffuser Inlet And Associated Structures And Devices". Each of these applications is incorporated herein by reference in its entirety.

본 발명은 터보 기계류 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 터보기계류용 바이어스된 통로들(biased passages for turbomachinery)에 관한 것이다.The present invention relates to the field of turbomachinery. In particular, the invention relates to biased passages for turbomachinery.

원심 펌프 및 컴프레서를 위해서 다양한 디퓨저 유형들이 지난 수십년 간 활용되었다. 일부 경우들에서, 우수한 임펠러가 우선 설계된 다음, 우수한 디퓨저가 다음에 설계되거나, 두 개의 요소들이 동시에 설계되었다. 그럼에도 불구하고, 본질적으로 과거의 모든 연구는 예비 설계를 위한 1 차원(1D) 속도 삼각형 모델로 같이 단순하게 취급되어 왔던 디퓨저 유입구 유동의 준-정상/축대칭 가정(quasi-steady/axisymmetric assumption)에 기반을 두고 있다. 이 가정의 대부분은 오늘날 사용되는 전산 유체 역학(CFD) 모델에서도 수행된다. 일반적으로, 일부 레벨에서, 블레이드의 개수에 관계없이, 임펠러를 떠난 다음, 다시 베인의 개수에 관계없이, 디퓨저에 들어가는 유동이, 필수적으로 주기적이고 축대칭이고, 완전히 그리고 균일하게 각각의 디퓨저 통로를 채우는 것으로 가정되어 왔다. 공개특허공보 제10-2013-0045280호는 원심 압축기의 디퓨저 및 이것을 구비한 원심 압축기를 개시한다.Various diffuser types have been utilized over the past several decades for centrifugal pumps and compressors. In some cases, a good impeller is designed first, then a good diffuser next, or both elements are designed simultaneously. Nevertheless, essentially all past work has been based on the quasi-steady/axisymmetric assumption of the diffuser inlet flow, which has been treated simply as a one-dimensional (1D) velocity triangle model for preliminary design. It is based on Many of these assumptions are also made in computational fluid dynamics (CFD) models used today. In general, at some level, regardless of the number of blades, the flow leaving the impeller and then again entering the diffuser, regardless of the number of vanes, is essentially periodic and axisymmetric, completely and uniformly flowing through each diffuser passage. It has been assumed that filling Patent Publication No. 10-2013-0045280 discloses a centrifugal compressor diffuser and a centrifugal compressor equipped with the same.

일 실시예에서, 본 발명은 원주방향 압력 분포를 구비하는 유동장을 수용하기 위해 디퓨저의 원주 주위에 위치된 복수 개의 디퓨저 통로들을 포함하고, 디퓨저 통로들이 적어도 하나의 주기적 섹션 및 적어도 하나의 비주기적 섹션을 포함하고, 적어도 하나의 비주기적 섹션은 원주방향 균일성을 위해서 원주방향 압력 분포를 바이어스하도록 위치되고, 구성되고, 치수화되는 적어도 하나의 바이어스된 통로를 포함하는, 터보기계용 디퓨저에 관한 것이다.In one embodiment, the invention includes a plurality of diffuser passages positioned around the circumference of a diffuser to accommodate a flow field having a circumferential pressure distribution, wherein the diffuser passages have at least one periodic section and at least one aperiodic section. and wherein the at least one aperiodic section includes at least one biased passageway positioned, configured, and dimensioned to bias the circumferential pressure distribution for circumferential uniformity. .

다른 실시예에서, 본 발명은 디퓨저의 원주의 일부 주위에 일렬로 배치된 복수 개의 제1 베인들; 및 제1 베인들(ones of the first vanes) 사이에 위치된 적어도 하나의 제2 베인을 포함하고, 제1 베인들을 각각 인접한 제1 베인으로부터 제1 원주 거리로 이격 배치되고, 적어도 하나의 제2 베인은 제1 베인들과 다른 특성을 구비하고, 다른 특성은 적어도 하나의 제2 베인에 근접한 바이어스된 통로를 생기게 해서, 원주방향으로 균일한 압력 분포를 위해 디퓨저에 들어가는 유동장의 원주방향 압력 분포를 바이어스하는 디퓨저에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention provides a plurality of first vanes arranged in a row around a portion of the circumference of a diffuser; and at least one second vane positioned between one of the first vanes, each of the first vanes being spaced a first circumferential distance from an adjacent first vane, and at least one second vane. The vanes have different properties than the first vanes, and the other properties are such that they create a biased passageway close to at least one second vane, thereby adjusting the circumferential pressure distribution of the flow field entering the diffuser for a circumferentially uniform pressure distribution. It's about a biasing diffuser.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 허브 및 쉬라우드; 허브로부터 쉬라우드로 연장하고 디퓨저의 원주의 일부 주위에 일렬로 배치된 복수 개의 제1 베인들; 및 제1 베인들(ones of the first vanes) 사이에 위치된 적어도 하나의 제2 베인;을 포함하고, 적어도 하나의 제2 베인은 허브로부터 쉬라우드로 연장하고 제1 베인들과 다른 특성을 구비하는 디퓨저에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention provides a hub and shroud; a plurality of first vanes extending from the hub to the shroud and arranged in a row about a portion of the circumference of the diffuser; and at least one second vane positioned between the ones of the first vanes, wherein the at least one second vane extends from the hub to the shroud and has different characteristics than the first vanes. It's about a diffuser.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 허브 및 쉬라우드; 각각 적어도 두 개의 베인들을 포함하는 복수 개의 베인 그룹핑들을 포함하고, 적어도 두 개의 베인들은 각각 적어도 두 개의 베인들 중 다른 것들과 다른 특성을 구비하는 디퓨저에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention provides a hub and shroud; A diffuser comprising a plurality of vane groupings, each of which includes at least two vanes, each of the at least two vanes having characteristics different from others of the at least two vanes.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 유입구, 유입구 근처의 원주방향 압력 편차를 감소시키기 위한 복수 개의 베인들을 구비하고, 압력 편차는 베인들의 공간 주파수보다 낮은 주된 공간 주파수를 구비하는 디퓨저를 설계하는 방법에 관한 것이다. 방법은 각각 유입구를 구비하고 디퓨저의 원주 주위에 위치되는 복수 개의 디퓨저 통로들을 제공하는 단계; 및 복수 개의 디퓨저 통로들(ones of the plurality of diffuser passages) 사이에 적어도 하나의 바이어스된 디퓨저 통로를 위치시키는 단계;를 포함하고, 바이어스된 디퓨저 통로는 복수 개의 디퓨저 통로들의 유입구들에서 원주방향 압력 편차를 최소화하기 위해서 복수 개의 디퓨저 통로들과 다른 단면 영역(cross-sectional area)을 구비한다.In another embodiment, the present invention provides a method for designing a diffuser having an inlet, a plurality of vanes to reduce the circumferential pressure deviation near the inlet, and the pressure deviation having a main spatial frequency lower than the spatial frequency of the vanes. It's about. The method includes providing a plurality of diffuser passages each having an inlet and positioned around the circumference of the diffuser; and positioning at least one biased diffuser passage between the ones of the plurality of diffuser passages, wherein the biased diffuser passage has a circumferential pressure differential at the inlets of the plurality of diffuser passages. In order to minimize, a plurality of diffuser passages and a different cross-sectional area are provided.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 축대칭 디퓨저의 계산 모델을 개발하는 단계; 시간 평균 저-주파수 원주방향 편차를 구비하는 원주방향 압력 분포가 디퓨저의 유입구에 존재할 때, 디퓨저의 성능을 계산하는 단계; 디퓨저에 적어도 하나의 바이어스된 유동 통로를 추가하기 위해서 계산 모델을 수정하는 단계; 수정된 디퓨저의 성능을 계산하는 단계; 및 바이어스된 유동 통로가 디퓨저 성능을 개선했는지를 결정하기 위해서 두 개의 계산 단계들로부터의 디퓨저 성능을 비교하는 단계;를 포함하는 디퓨저를 설계하는 방법에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention includes developing a computational model of an axisymmetric diffuser; calculating the performance of the diffuser when a circumferential pressure distribution with a time-averaged low-frequency circumferential deviation exists at the inlet of the diffuser; modifying the computational model to add at least one biased flow passage to the diffuser; calculating the performance of the modified diffuser; and comparing diffuser performance from the two calculation steps to determine whether the biased flow path improved diffuser performance.

다른 실시예에서, 주기적 디퓨저 통로들을 구비하는 제1 디퓨저의 유입구에서 원주방향 압력 분포를 측정하는 단계; 제1 디퓨저를 적어도 하나의 바이어스된 디퓨저 통로와 함께 적어도 하나의 비주기적 섹션을 구비하는 제2 디퓨저로 교체하는 단계; 제2 디퓨저의 유입구에서 원주방향 압력 분포를 측정하는 단계; 및 제2 디퓨저가 측정된 원주방향 압력 분포의 크기에서 바람직하지 않은 편차를 미리 결정된 양만큼 감소시키는지 여부를 결정하기 위해서, 두 개의 측정 단계들로부터의 압력 분포들을 비교하는 단계;를 포함하는 디퓨저를 설계하는 방법에 관한 것이다.In another embodiment, measuring the circumferential pressure distribution at the inlet of a first diffuser having periodic diffuser passages; Replacing the first diffuser with a second diffuser having at least one aperiodic section with at least one biased diffuser passage; measuring the circumferential pressure distribution at the inlet of the second diffuser; and comparing pressure distributions from the two measurement steps to determine whether the second diffuser reduces undesirable deviations in the magnitude of the measured circumferential pressure distribution by a predetermined amount. It's about how to design.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 유입구 및 토출구; 유입구 및 토출구 사이에서 각각 연장하는 허브 표면 및 쉬라우드 표면; 및 허브 및 쉬라우드 표면들 중 적어도 하나에 배치된 복수 개의 유동방향 리세스들;을 포함하고, 복수 개의 리세스들은 비주기적인 베인리스 디퓨저(vaneless diffuser)에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention provides an inlet and an outlet; a hub surface and a shroud surface extending between the inlet and outlet, respectively; and a plurality of flow direction recesses disposed in at least one of the hub and shroud surfaces, wherein the plurality of recesses relate to an aperiodic vaneless diffuser.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 유동장을 수용하기 위해서 디퓨저의 원주 주위에 위치된 복수 개의 디퓨저 통로들을 포함하고, 유동장은 원주방향 압력 분포를 구비하고, 디퓨저 통로들은 유동방향을 따라 제1 유효 단면 영역 분포를 각각 구비하는 제1 세트의 통로들 및 상기 유동방향을 따라 제2 유효 단면 영역 분포를 구비하는 적어도 하나의 바이어스된 통로를 포함하고, 제1 및 제2 유효 단면 영역 분포들은 다르고, 적어도 하나의 바이어스된 통로는 원주방향 균일성을 위해서 원주방향 압력 분포를 바이어스하도록 위치되고, 구성되고, 치수화되는 터보기계용 디퓨저에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention includes a plurality of diffuser passages positioned around the circumference of a diffuser to accommodate a flow field, the flow field having a circumferential pressure distribution, the diffuser passages having a first effective cross section along the flow direction. comprising a first set of passages each having an area distribution and at least one biased passageway having a second effective cross-sectional area distribution along the flow direction, wherein the first and second effective cross-sectional area distributions are different, and at least One biased passage relates to a turbomachinery diffuser positioned, configured, and dimensioned to bias the circumferential pressure distribution toward circumferential uniformity.

본 명세서 내에 포함됨.Incorporated herein.

본 발명을 설명하기 위해, 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시예의 태양들을 나타낸다. 그러나, 본 발명은 다음의 도면에 도시된 정확한 배열들 및 수단들(instrumentalities)에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
도 1은 120,000RPM에서 작동하는 원심 컴프레서 임펠러에 작동 가능하게 결합된 플랫 플레이트 디퓨저(flat plate diffuser)에 대한 임펠러 팁/디퓨저 유입구에서 원주방향 정압 측정값(circumferential static pressure measurements)을 도시한다.
도 2는 도 1로부터 데이터의 서브세트(subset)이다.
도 3은 도 1 및 2와 동일한 기계에 대한 원주방향 정압 측정값을 도시하나, 135,000 RPM에서 작동한다.
도 4는 100,000RPM에서 작동하는 원심 컴프레서 임펠러에 작동 가능하게 결합된 채널 디퓨저에 대한 원주방향 정압 측정값을 도시한다.
도 5는 도 4와 동일한 기계에 대한 원주방향 정압 측정값을 도시하나, 135,000RPM에서 작동한다.
도 6은 종래기술의 볼류트를 도시한다.
도 7은 하류 볼류트를 구비하는 컴프레서 또는 펌프에 대한 원주방향 정압 측정값을 도시한다.
도 8은 쉬라우드 표면에 부착된 부분 높이 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 9는 허브 표면에 부착된 부분 높이 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 10은 교대하는 유동방향 위치(alternate flowwise location) 및 엇갈림 각을 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 11은 교대하는 두께를 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 12는 교대하는 두께를 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 13은 교대하는 코드 길이를 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 14는 교대하는 코드 길이 및 엇갈림 각을 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 15는 교대하는 피치를 구비하는 제2 베인들에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 16은 교대하는 코드 길이 및 두께를 구비하는 제2 베인들에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시한다.
도 17은 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시하고, 제2 베인들은 대안적인 코드 길이를 구비한다.
도 18은 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시하고, 제2 베인들은 교대하는 코드 길이 및 리딩 엣지 위치를 구비한다.
도 19는 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시하고, 제2 베인들은 교대하는 엇갈림 각을 구비한다.
도 20은 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저를 도시하고, 제1 베인들을 교대하는 엇갈림 각을 구비한다.
도 21은 종래기술의 채널 디퓨저를 도시한다.
도 22는 제1 및 제2 베인들을 구비하는 채널 디퓨저를 도시하고, 제2 베인들은 플랫 플레이트 베인들이다.
도 23은 제1 및 제2 베인들을 구비하는 채널 디퓨저를 도시하고, 제2 베인들은 플랫 플레이트 베인들이다.
도 24는 교대하는 웨지 각을 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 채널 디퓨저를 도시한다.
도 25는 교대하는 웨지 각을 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 채널 디퓨저를 도시한다.
도 26은 교대하는 코드 길이를 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 채널 디퓨저를 도시한다.
도 27은 교대하는 엇갈림 각을 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 채널 디퓨저를 도시한다.
도 28은 교대하는 피치를 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 채널 디퓨저를 도시한다.
도 29는 교대하는 코드 길이 및 웨지 각을 구비하는 제2 베인에 의해 형성된 바이어스된 통로를 구비하는 채널 디퓨저를 도시한다.
도 30은 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 채널 디퓨저를 도시하고, 제2 베인들은 교대하는 코드 길이를 구비한다.
도 31은 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 채널 디퓨저를 도시하고, 제2 베인들은 교대하는 코드 길이 및 리딩 엣지 위치를 구비한다.
도 32는 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 채널 디퓨저를 도시하고, 제1 베인들은 교대하는 엇갈림 각을 구비한다.
도 33은 제1 및 제2 베인들을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 채널 디퓨저를 도시하고, 제1 베인들은 교대하는 엇갈림 각을 구비한다.
도 34는 유동방향 그루브들을 구비하는 쉬라우드 및 디퓨저를 구비하는 터보기계를 도시한다.
도 35는 도 34의 쉬라우드 및 디퓨저의 다른 도면이다.
도 36은 도 34 및 35의 쉬라우드 및 디퓨저의 다른 도면이다.
도 37은 유동방향 그루브들을 구비하는 쉬라우드 및 디퓨저를 구비하는 터보기계를 도시한다.
도 38은 도 37의 쉬라우드 및 디퓨저의 다른 도면이다.
도 39는 도 37 및 38의 쉬라우드 및 디퓨저의 다른 도면이다.
도 40은 허브 및 쉬라우드 내 유동방향 그루브들을 구비하는 쉬라우드 및 디퓨저를 구비하는 터보기계를 도시한다.
도 41은 도 40의 쉬라우드 및 디퓨저의 다른 도면이다.
도 42는 도 40 및 41의 쉬라우드 및 디퓨저의 다른 도면이다.
도 43은 쉬라우드에 대해 클록된(clocked) 허브를 구비하는 도 40-42의 쉬라우드 및 허브를 도시한다.
도 44는 도 43의 클록된 허브 및 쉬라우드의 정면도이다.
도 45는 유동방향 리세스들을 구비하는 쉬라우드 및 허브를 포함하고 한 세트의 리세스들은 다른 리세스들과 다른 특성을 구비하여, 바이어스된 통로를 생기게 하는 디퓨저를 도시한다.
도 46은 도 45의 디퓨저의 정면도이다.
도 47은 디퓨저 통로의 단면도이고, 단면은 통로의 리딩 엣지의 하류 위치에서 취해지고 통로의 허브 및 쉬라우드 표면들 내 리세스들이 보여서, 바이어스된 통로를 제공한다.
도 48은 허브 및 쉬라우드 내 유동방향 채널들을 구비하는 쉬라우드 및 디퓨저를 구비하는 터보기계를을 도시한다.
도 49는 도 48의 디퓨저의 다른 도면이다.
도 50은 허브 및 쉬라우드 내 유동방향 채널들을 구비하는 디퓨저를 구비하는 터보기계를 도시하고, 채널들 중 하나는 채널들 중 다른 것들과 다른 특성을 구비해서 바이어스된 통로를 생기게 한다.
도 51은 도 50의 디퓨저의 정면도이다.
도 52는 쉬라우드 표면 내 유동방향 채널들을 구비하는 베인 디퓨저(vaned diffuser)를 도시하고, 채널들 중 하나는 바이어스된 통로이다.
도 53은 도 52의 디퓨저의 정면도이다.
To illustrate the invention, the drawings represent aspects of one or more embodiments of the invention. However, it should be understood that the invention is not limited to the exact arrangements and instrumentalities shown in the following drawings.
1 shows circumferential static pressure measurements at the impeller tip/diffuser inlet for a flat plate diffuser operably coupled to a centrifugal compressor impeller operating at 120,000 RPM.
Figure 2 is a subset of data from Figure 1.
Figure 3 shows circumferential static pressure measurements for the same machine as Figures 1 and 2, but operating at 135,000 RPM.
Figure 4 shows circumferential static pressure measurements for a channel diffuser operably coupled to a centrifugal compressor impeller operating at 100,000 RPM.
Figure 5 shows circumferential static pressure measurements for the same machine as Figure 4, but operating at 135,000 RPM.
Figure 6 shows a prior art volute.
Figure 7 shows circumferential static pressure measurements for a compressor or pump with a downstream volute.
Figure 8 shows a flat plate diffuser with a biased passageway formed by partial height vanes attached to the shroud surface.
Figure 9 shows a flat plate diffuser with a biased passageway formed by partial height vanes attached to the hub surface.
Figure 10 shows a flat plate diffuser with biased passages formed by second vanes with alternating flowwise locations and stagger angles.
Figure 11 shows a flat plate diffuser with biased passages formed by secondary vanes with alternating thicknesses.
Figure 12 shows a flat plate diffuser with biased passages formed by secondary vanes with alternating thicknesses.
Figure 13 shows a flat plate diffuser with biased passages formed by secondary vanes with alternating chord lengths.
Figure 14 shows a flat plate diffuser with biased passages formed by secondary vanes with alternating chord lengths and stagger angles.
Figure 15 shows a flat plate diffuser with a biased passageway formed by secondary vanes with alternating pitch.
Figure 16 shows a flat plate diffuser with a biased passageway formed by secondary vanes with alternating chord lengths and thicknesses.
Figure 17 shows a flat plate diffuser with a row of vanes including first and second vanes, the second vanes having alternative chord lengths.
Figure 18 shows a flat plate diffuser with a row of vanes including first and second vanes, the second vanes having alternating chord lengths and leading edge positions.
Figure 19 shows a flat plate diffuser with a row of vanes including first and second vanes, the second vanes having alternating angles of deviation.
Figure 20 shows a flat plate diffuser with a row of vanes including first and second vanes, with a staggered angle alternating the first vanes.
Figure 21 shows a prior art channel diffuser.
Figure 22 shows a channel diffuser with first and second vanes, the second vanes being flat plate vanes.
Figure 23 shows a channel diffuser with first and second vanes, the second vanes being flat plate vanes.
Figure 24 shows a channel diffuser with biased passageways formed by secondary vanes with alternating wedge angles.
Figure 25 shows a channel diffuser with biased passageways formed by secondary vanes with alternating wedge angles.
Figure 26 shows a channel diffuser with biased passages formed by secondary vanes with alternating chord lengths.
Figure 27 shows a channel diffuser with biased passages formed by secondary vanes with alternating stagger angles.
Figure 28 shows a channel diffuser with biased passages formed by secondary vanes with alternating pitches.
Figure 29 shows a channel diffuser with a biased passageway formed by secondary vanes with alternating chord lengths and wedge angles.
Figure 30 shows a channel diffuser with a row of vanes including first and second vanes, the second vanes having alternating chord lengths.
Figure 31 shows a channel diffuser with a row of vanes including first and second vanes, the second vanes having alternating chord lengths and leading edge positions.
Figure 32 shows a channel diffuser with a row of vanes including first and second vanes, the first vanes having alternating angles of deviation.
Figure 33 shows a channel diffuser with a row of vanes including first and second vanes, the first vanes having alternating angles of deviation.
Figure 34 shows a turbomachine with a diffuser and a shroud with flow direction grooves.
Figure 35 is another view of the shroud and diffuser of Figure 34.
Figure 36 is another view of the shroud and diffuser of Figures 34 and 35.
Figure 37 shows a turbomachine with a diffuser and a shroud with flow direction grooves.
Figure 38 is another view of the shroud and diffuser of Figure 37.
Figure 39 is another view of the shroud and diffuser of Figures 37 and 38.
Figure 40 shows a turbomachine with a hub and shroud with flow direction grooves in the shroud and a diffuser.
Figure 41 is another view of the shroud and diffuser of Figure 40.
Figure 42 is another view of the shroud and diffuser of Figures 40 and 41.
Figure 43 shows the shroud and hub of Figures 40-42 with the hub clocked relative to the shroud.
Figure 44 is a front view of the clocked hub and shroud of Figure 43;
Figure 45 shows a diffuser including a shroud and a hub with flow direction recesses, with one set of recesses having different characteristics than the other recesses, creating a biased passageway.
Figure 46 is a front view of the diffuser of Figure 45.
Figure 47 is a cross-sectional view of a diffuser passageway, the cross-section being taken at a position downstream of the leading edge of the passageway and showing recesses in the hub and shroud surfaces of the passageway, providing a biased passageway.
Figure 48 shows a turbomachine with a hub and a shroud with flow direction channels in the shroud and a diffuser.
Figure 49 is another view of the diffuser of Figure 48.
Figure 50 shows a turbomachine with a diffuser having flow direction channels in a hub and shroud, one of which has different properties than the others, creating a biased passage.
Figure 51 is a front view of the diffuser of Figure 50.
Figure 52 shows a vaned diffuser with flow direction channels in the shroud surface, one of the channels being a biased passage.
Figure 53 is a front view of the diffuser of Figure 52.

본 발명의 양태들은 터보기계의 성능을 증가시키기 위해서 설계된 하나 이상의 유동 안내 특징들(flow guiding features)을 구비하는 터보기계들을 포함한다. 일부 예시들에서, 유동 안내 특징들은 원주방향 균일성을 위해 디퓨저 유입구에서 원주방향 압력 분포를 바이어스하도록, 또는 그렇지 않으면 저-주파수 공간 압력 편차들을 설명하도록 설계 및 구성된다. 일부 예시들에서, 복수 개의 제1 베인들 및 제1 베인들과 다른 특성을 구비하는 적어도 하나의 제2 베인을 포함하는 일렬의 베인들을 구비하는 디퓨저가 개시된다. 일부 예시들에서, 유동장을 바이어스하기 위해서 하나 이상의 바이어스된 통로들을 포함하는 비주기적 섹션을 구비하는 디퓨저들이 개시된다. 여기에 설명된 바와 같이 본 발명은 원주방향 비대칭들(circumferential asymmetries)을 포함하나 이에 국한되지 않는 유동장 특성들을 설명하기 위해 터보기계에 포함될 수 있는 유동 안내 특징들의 다양한 조합들을 포함하여, 터보기계의 성능을 개선한다. Aspects of the invention include turbomachines equipped with one or more flow guiding features designed to increase turbomachine performance. In some examples, the flow guiding features are designed and configured to bias the circumferential pressure distribution at the diffuser inlet toward circumferential uniformity, or otherwise account for low-frequency spatial pressure variations. In some examples, a diffuser is disclosed having a row of vanes including a plurality of first vanes and at least one second vane having characteristics different from the first vanes. In some examples, diffusers are disclosed having an aperiodic section containing one or more biased passages to bias the flow field. As described herein, the present invention encompasses various combinations of flow guidance features that can be incorporated into a turbomachinery to account for flow field characteristics, including but not limited to circumferential asymmetries, thereby improving the performance of the turbomachinery. improve.

도 1-5는 다양한 디퓨저 유형들 및 작동 조건들에서 정압 대 원주각(circumferential angle)의 그래프들이고, 디퓨저들은 각각 원심 컴프레서의 하류에 작동 가능하게 배치된다. 도 1-5는 각각 기계들 주위 몇몇 원주방향 위치들에서, 임펠러 토출구 및 디퓨저 유입구 사이의 흐름방향(streamwise) 위치에서 모두, 시간 평균 정압(time-averaged static pressure)을 도시한다. 도 1은 다양한 유량들(102-116)에서 시간 평균 정압들을 도시하고, 모두 동일한 임펠러 회전속도에서, 여기서 120,000RPM에서, 곡선(104)은 최저 유량이고 곡선(102)은 최고 유량이다. 도 1에서 데이터는 14개의 베인들을 구비하는 플랫 플레이트 디퓨저(flat plate diffuser)로부터의 것이다. 베인 위치 라인들(118)은 정압 측정값들에 대한 각각의 베인들의 대략적인 위치를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 압력 곡선들(102-116)은 톱니(sawtooth) 패턴을 구비하고, 피크들은 각각의 베인 위치(118)에 대응되고, 톱니 패턴은 주로 터보기계류 베인들의 캐스케이드(cascade) 또는 베인 디퓨저들 내에 존재하는 정상적인 베인-대-베인 압력 장(natural vane-to-vane pressure field)에 의한 것이다. 따라서, 압력 곡선들(102-116)은 플랫 플레이트 디퓨저의 베인들의 공간 주파수와 실질적으로 동일한 제1 공간 주파수를 구비한다. 그러나 압력 곡선들(102-116)은 또한 톱니 형상 상에 합성된(superposed) 더 낮은-주파수 파형 편차(lower-frequency wave type variation)를 구비하고, 더 낮은-주파수 파(lower-frequency wave)는 베인들의 공간 주파수보다 낮은 주된 공간 주파수를 구비한다. 도 2는 도 1로부터의 압력 곡선들 - 곡선들(102, 104 및 112)의 서브세트를 도시한다. 도 2는 또한 이 예시에서 6차 다항 곡선들(polynomial curves)인 평균 압력 곡선들(202, 204, 및 206)을 포함한다. 시간 평균 원주방향 정압 내 저-주파수 공간 편차는 평균 압력 곡선들(mean pressure curves; 202, 204 및 206) 내에서 보일 수 있고, 이 예시에서, 각각의 유량은 기계의 원주 주위에서 두 개의 최대값 및 두 개의 최소값을 구비하는 저-주파수 압력 편차를 생기게 한다.1-5 are graphs of static pressure versus circumferential angle for various diffuser types and operating conditions, each of which is operably disposed downstream of a centrifugal compressor. Figures 1-5 show the time-averaged static pressure, both at several circumferential locations around the machines and at a streamwise location between the impeller outlet and the diffuser inlet, respectively. Figure 1 shows the time average static pressures at various flow rates 102-116, all at the same impeller rotation speed, where at 120,000 RPM, curve 104 is the lowest flow rate and curve 102 is the highest flow rate. The data in Figure 1 is from a flat plate diffuser with 14 vanes. Vane position lines 118 indicate the approximate position of each vane relative to the static pressure measurements. As shown in Figure 1, each of the pressure curves 102-116 has a sawtooth pattern, with peaks corresponding to each vane position 118, with the sawtooth pattern primarily representing the cascade of turbomachinery vanes. cascade or due to the normal vane-to-vane pressure field that exists within vane diffusers. Accordingly, pressure curves 102-116 have a first spatial frequency that is substantially equal to the spatial frequency of the vanes of the flat plate diffuser. However, the pressure curves 102-116 also have a lower-frequency wave type variation superposed on the sawtooth shape, where the lower-frequency wave It has a main spatial frequency lower than the spatial frequency of the vanes. Figure 2 shows the pressure curves from Figure 1 - a subset of curves 102, 104 and 112. Figure 2 also includes mean pressure curves 202, 204, and 206, which in this example are 6th order polynomial curves. Low-frequency spatial variations in time-averaged circumferential static pressure can be seen within the mean pressure curves (202, 204 and 206), where in this example each flow rate has two maxima around the circumference of the machine. and a low-frequency pressure deviation with two minimum values.

도 1 및 2는, 디퓨저 유입구에서 시간 평균 원주방향 유동 및 압력 분포가 실질적으로 축대칭이라는 터보기계류 설계에서 이루어진 공통된 가정에 반해서, 사실 정압이 기계의 원주 주위에서 변화한다는 것을 나타낸다. 압력이 높은 영역들에서, 속도들은 대체로 낮을 수 있고, 예를 들어 위상각(phase angle)에 따라서, 베인 입사각(vane incidence)이 예를 들어 낮거나 높은 일 극단(one extreme)에 더 가까워질 수 있다. 그리고 압력이 낮은 영역들에서, 속도들은 대체로 높을 수 있고, 베인 입사각이 예를 들어 높거나 낮은, 타 극단(other extreme)에 더 가까워질 수 있다. 따라서, 이러한 왜곡에 의한 디퓨저 입구에서 입사가 높은 영역들에서, 이른 스톨(early stall)이 더 쉽게 일어날 수 있고 손실이 상대적으로 높을 수 있다. 이러한 경우들에서 유동장은 비대칭 임펠러 유동을 고정된 개수의 디퓨저 통로들 안으로 통과시키기 위해서 다른 압력들을 구비하는 높은 유동 및 낮은 유동 영역들을 개발할 수 있다(developing).Figures 1 and 2 show that, contrary to the common assumption made in turbomachinery design that the time-averaged circumferential flow and pressure distribution at the diffuser inlet is substantially axisymmetric, the static pressure does in fact vary around the circumference of the machine. In areas of high pressure, velocities may be generally lower and the vane incidence may be closer to one extreme, for example low or high, depending on the phase angle. there is. And in areas of low pressure, velocities may be generally higher and the vane incidence angle may be closer to the other extreme, for example high or low. Therefore, in areas where incidence at the diffuser inlet is high due to this distortion, early stall may occur more easily and losses may be relatively high. In these cases the flow field may develop high and low flow regions with different pressures to pass the asymmetric impeller flow into a fixed number of diffuser passages.

도 3은 도 1 및 2와 동일한 플랫 플레이트 디퓨저를 구비하는 세 개의 유량들(302, 304, 306)에서, 그러나 컴프레서가 다른 속도, 여기에서 135,000RPM에서 작동하고, 곡선(304)이 최저 유량이고 곡선(302)이 최고 유량인 정압 테스트 데이터를 도시한다. 평균 압력 곡선들(308, 310, 및 312)은 도 2에 도시된 것과 유사한 저-주파수 편차를 나타내고, 또한 유량이 감소하고 시스템이 서지(surge)에 도달함에 따라서 국부 최대값(local maxima) 및 최소값(minima)의 원주방향 시프트(circumferential shift)를 나타낸다.Figure 3 shows three flow rates (302, 304, 306) with the same flat plate diffuser as Figures 1 and 2, but with the compressor operating at a different speed, here at 135,000 RPM, with curve 304 being the lowest flow rate. Curve 302 shows static pressure test data at the highest flow rate. Average pressure curves 308, 310, and 312 show low-frequency anomalies similar to those shown in FIG. 2, and also local maxima and Indicates the circumferential shift of the minimum value (minima).

도 4 및 5는 유사하게 100,000RPM (도 4) 및 135,000RPM (도 5)에서 작동하는 원심 컴프레서 임펠러에 작동 가능하게 결합된 더블-디버전스 채널 디퓨저(double-divergence channel diffuser)에 대한 디퓨저 입구에서 정압의 시간 평균 원주방향 분포를 도시한다. 도 4에서, 압력 곡선들(402 및 404) 및 평균 압력 곡선들(408, 410)은 베인 위치들(406)에 의해 가리켜진 바와 같이, 디퓨저 채널들의 공간 주파수 분포보다 낮은 주된 공간 주파수 분포를 구비하는 저-주파수 원주방향 편차를 도시한다. 도 1-3과 달리, 압력 곡선들(402 및 404)은 위치들(406)에서 베인들의 개수와 동일한 개수의 톱니 패턴 내 더-높은 주파수 국부 최대값을 구비하지 않는다. 대신에, 포켓(pocket; 412)이 데이터 내에 존재하고, 유량과 함께 시프트한다(shift). 포켓(412)은 비-균일 유동이 고정된 디퓨저 통로들에 들어가게 하기 위해서 오프셋(offset) 또는 릴리프(relief) 프로세스가 발생할 수 있다는 것을 시사하고, 적어도 포켓(412)의 영역 내에서, 잠재적인 성능이 좋지 않은(underperforming) 디퓨저 통로들을 나타낸다. 도 5는 모두 135,000RPM에서, 네 개의 다른 유량들에 대응하는 평균 압력 곡선들(512, 514, 516, 및 518) 및 압력 곡선들(502, 504, 506, 및 508)을 포함한다. 도 4에서와 같이, 포켓들(510)은 각각의 유량에서 나타난다.Figures 4 and 5 similarly show the static pressure at the diffuser inlet for a double-divergence channel diffuser operably coupled to a centrifugal compressor impeller operating at 100,000 RPM (Figure 4) and 135,000 RPM (Figure 5). Shows the time-averaged circumferential distribution of . 4, pressure curves 402 and 404 and mean pressure curves 408, 410 have a dominant spatial frequency distribution that is lower than that of the diffuser channels, as indicated by vane positions 406. shows the low-frequency circumferential deviation. Unlike Figures 1-3, pressure curves 402 and 404 do not have a higher-frequency local maximum in the sawtooth pattern with the same number of vanes at positions 406. Instead, pockets 412 exist in the data and shift with the flow rate. Pocket 412 suggests that an offset or relief process may occur to allow non-uniform flow to enter fixed diffuser passages and, at least within the area of pocket 412, have potential performance potential. These represent underperforming diffuser passages. Figure 5 includes average pressure curves 512, 514, 516, and 518 and pressure curves 502, 504, 506, and 508, respectively, corresponding to four different flow rates, all at 135,000 RPM. As in Figure 4, pockets 510 appear at each flow rate.

다양한 디퓨저 유형들을 위한 원주방향 압력 데이터의 광범위한 시험 및 분석은 도 1-5에 도시된 저-주파수 원주방향 압력 분포가 디퓨저의 상류 또는 하류에 위치된 비대칭 유동 경로로부터 발생하지 않는다는 것을 보였다. 도 6은 디퓨저(602)의 하류에 위치된 볼류트(volute; 600)의 형태로 된 비대칭 유동 경로의 예시를 도시한다. 볼류트(600) 같은 볼류트들이 (볼류트 텅(volute tongue; 604)으로 언급되는) 컷워터(cutwater; 604) 근처에서, 디퓨저(602) 같은, 디퓨저의 유동장 내 비대칭을 생성하고, 예를 들어 위치들(A 및 B) 사이에서 연장하는 볼류트 왜곡 영역(volute distortion zone; 606)을 생성하는 것을 잘 알려져있다. 도시된 예시에서, 볼류트 왜곡 영역은 컷워터(604)의 대략 90도 상류(위치 "A")에서 컷워터의 대략 45도 하류(위치 "B")로 연장한다. 도 7은 볼류트를 구비하는 펌프 또는 컴프레서에 대한 원주방향 압력 대 유량을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 볼류트는 유량이 증가하고 볼류트 유동 상태가 확산(diffusion)으로부터 가속(acceleration)으로 전환함에 따라서 약화되는(diminishes) 조건에서, 볼류트 내 강한 확산에 의해서 낮은 유동들에서 임펠러 출구 압력들 내 강한 원주방향 왜곡들을 생성한다. 도 7에서 압력 곡선들(1 및 2)은 볼류트 왜곡 영역(606)(도 6) 내에 있다.Extensive testing and analysis of circumferential pressure data for various diffuser types showed that the low-frequency circumferential pressure distribution shown in Figures 1-5 does not result from an asymmetric flow path located upstream or downstream of the diffuser. Figure 6 shows an example of an asymmetric flow path in the form of a volute 600 located downstream of the diffuser 602. Volutes, such as volute 600, create asymmetries in the flow field of a diffuser, such as diffuser 602, near the cutwater 604 (referred to as volute tongue 604), e.g. For example, it is well known to create a volute distortion zone 606 extending between locations A and B. In the example shown, the volute distortion region extends from approximately 90 degrees upstream of the cutwater 604 (position “A”) to approximately 45 degrees downstream of the cutwater (position “B”). Figure 7 shows circumferential pressure versus flow rate for a pump or compressor with a volute. As shown in FIG. 7, the volute produces low flow due to strong diffusion within the volute, under conditions where the flow rate increases and the volute flow state diminishes as it switches from diffusion to acceleration. generate strong circumferential distortions in the impeller outlet pressures. In Figure 7 the pressure curves 1 and 2 are within the volute distortion region 606 (Figure 6).

다양한 디퓨저 설계들은 볼류트 또는 다른 비대칭 유동 경로에 의해 생성된 큰 원주방향 왜곡들을 설명하려고 하는 볼류트들 같은 비대칭 유동 경로들을 구비하는 기계들 내에서 디퓨저 성능을 개선하도록 개발되었다. 디퓨저의 상류 또는 하류에 위치된 비대칭 유동 경로들의 다른 예시들은 임펠러의 전방에서 사이드 유입구(side inlet), 비대칭 콜렉터(asymmetric collector) 등을 포함한다. 볼류트 같은 비대칭 유동 경로에 의해 유발된 국부적인 벌크 압력 왜곡들 대신에, 도 1-5에 도시된 저주파수 압력 편차들은 기계의 전체 원주 주위에서 연장하고, 작동 조건을 구비하는 위치 내에서 시프트하는 액티브 현상(active phenomena)이고, 비대칭 유동 경로들이 존재하는지에 관계없이 존재한다. 본 명세서는 이러한 저-주파수 공간 압력 편차들의 관점에서 디퓨저 성능을 개선하도록 설계 및 구성된 바이어스된 통로들을 구비하는 다양한 디퓨저들을 개시한다. 일부 실시예들에서, 바이어스된 통로들은 원주방향 균일성을 위해서, 도 1-5에 도시된 저-주파수 편차들 같은, 디퓨저 유입구에서 저-주파수 원주방향 압력 분포를 바이어스하도록 위치, 구성 및 치수화된다. 다른 예시들에서, 바이어스된 통로들은 또한, 또는 그 대신에, 유동장 편차들의 관점에서 터보기계류의 성능을 개선하고, 유동장 편차들을 수정하고, 공간 유동장 편차들(spatial flow field variations)의 제어 능력을 증가시키는 것을 포함하는, 터보기계의 성능을 개선하도록 설계 및 구성된다. Various diffuser designs have been developed to improve diffuser performance in machines with asymmetric flow paths, such as volutes, attempting to account for the large circumferential distortions produced by the volute or other asymmetric flow path. Other examples of asymmetric flow paths located upstream or downstream of the diffuser include a side inlet in front of the impeller, an asymmetric collector, etc. Instead of localized bulk pressure distortions caused by a volute-like asymmetric flow path, the low-frequency pressure deviations shown in Figures 1-5 extend around the entire circumference of the machine and actively shift within the position given the operating conditions. These are active phenomena and exist regardless of whether asymmetric flow paths exist. This specification discloses various diffusers with biased passages designed and configured to improve diffuser performance in light of these low-frequency spatial pressure variations. In some embodiments, the biased passages are positioned, configured, and dimensioned to bias the low-frequency circumferential pressure distribution at the diffuser inlet toward circumferential uniformity, such as the low-frequency deviations shown in Figures 1-5. do. In other examples, biased passages may also, or instead, improve the performance of turbomachinery in terms of flow field variations, correct flow field variations, and increase control of spatial flow field variations. It is designed and configured to improve the performance of turbomachinery, including:

본 명세서는 특별한 성능 및 유동장들에 대해서 맞춰진(tailored) 바이어스된 통로들을 구비하는 디퓨저를 개발하기 위해서 임의의 개수의 다른 조합들 내에서 결합될 수 있는 다양한 디퓨저 설계 변수들 또는 특성들을 포함한다. 그러한 디퓨저 설계 변수들 또는 특성들의 비-제한적인 예시들은, 베인 리딩 엣지 위치, 베인 트레일링 엣지 위치, 디퓨저 중심선으로부터 베인의 방사상 거리, 베인 코드 길이, 베인의 최대 두께, 베인 높이, 베인 유동방향 형상 분포, 베인 엇갈김 각(vane stagger angle), 베인 웨지 각(vane wedge angle), 채널 디버전스 각(channel divergence angle), 베인 피치, 베인 린(vane lean), 베인 트위스트(vane twist), 베인 리딩 엣지 형상, 예를 들어 리딩 엣지 쉐브론(leading edge chevron), 스왈로우테일(swallowtail), 스캘럽(scallop) 등, 고정된 또는 이동 가능한 베인들, 허브 및 쉬라우드 표면들 사이의 통로 높이, 바이어스된 통로의 원주방향 위치, 바이어스된 통로들의 개수, 및 디퓨저 통로의 상류 및/또는 하류로 연장하는 허브 및 쉬라우드 표면들 중 하나 또는 둘 다에 위치된 하나 이상의 유동방향 채널들을 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 하나 이상의 디퓨저 설계 변수들은 동일한 베인 열 내 복수 개의 다른 디퓨저 경로들의 단면 유동 영역 분포(cross-sectional flow area distribution)와 다른 유동방향 내 단면 유동 영역 분포를 구비하는 하나 이상의 바이어스된 통로들을 생성하기 위해서, 디퓨저 베인 열 내 베인들의 서브세트에 대해서 조절될 수 있다. 그러한 디퓨저 설계 변수 조합들은 예를 들어 플랫 플레이트, 에어포일, 직선 채널, 코니컬(conical), 단일 열 또는 탠덤(tandem), 각 열에 대한 단일 또는 다수의 베인 유형, 및 솔리디티(solidity)를 포함하는, 베인 디퓨저의 임의의 유형을 포함하는, 디퓨저의 임의의 유형에 적용될 수 있다.This disclosure includes various diffuser design variables or characteristics that can be combined in any number of different combinations to develop a diffuser with biased passages tailored for particular performance and flow fields. Non-limiting examples of such diffuser design variables or characteristics include vane leading edge location, vane trailing edge location, radial distance of the vane from the diffuser centerline, vane chord length, maximum thickness of the vane, vane height, and vane flow direction shape. Distribution, vane stagger angle, vane wedge angle, channel divergence angle, vane pitch, vane lean, vane twist, vane leading edge. Shapes, such as leading edge chevrons, swallowtails, scallops, etc., fixed or movable vanes, height of passage between hub and shroud surfaces, circumference of biased passages. Including, but not limited to, the directional location, number of biased passages, and one or more flow direction channels located on one or both of the hub and shroud surfaces extending upstream and/or downstream of the diffuser passageway. One or more diffuser design variables to create one or more biased passages having a cross-sectional flow area distribution in a flow direction that is different from the cross-sectional flow area distribution of a plurality of different diffuser passages in the same vane row, The diffuser vanes can be adjusted for a subset of vanes within a row. Combinations of such diffuser design variables include, for example, flat plate, airfoil, straight channel, conical, single row or tandem, single or multiple vane types for each row, and solidity. It can be applied to any type of diffuser, including any type of vane diffuser.

또 다른 예시들에서, 본 발명에 따라서 마련된 디퓨저들은 멀티-베인 그룹핑들(multi-vane groupings)을 포함하고, 각각의 베인 그룹핑들은 각각 그룹핑 내 베인들 중 다른 것들과 하나 이상의 다른 특성들을 구비하는 두 개 이상의 베인들을 포함한다. 그룹핑들은 기계의 원주 주위에 주기적 배열로 배치되거나, 비주기적 배열로 배치될 수 있어, 하나 이상의 바이어스된 통로들을 생기게 할 수 있다. 베인 그룹핑 내 베인들 사이에서 변화하는 하나 이상의 특성들은 베인 리딩 엣지 위치, 베인 트레일링 엣지 위치, 디퓨저 중심선으로부터 베인의 방사상 거리, 베인 코드 길이, 베인의 최대 두께, 베인 높이, 베인 유동방향 형상 분포, 베인 엇갈김 각, 베인 웨지 각, 채널 디버전스 각, 베인 피치, 베인 린, 베인 트위스트, 베인 리딩 엣지 형상, 예를 들어 리딩 엣지 쉐브론, 스왈로우테일, 스캘럽(scallop) 등, 고정된 또는 이동 가능한 베인들, 허브 및 쉬라우드 표면들 사이의 통로 높이를 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 하나 이상의 그러한 특성들은 변화될 수 있다. 그러한 그룹핑들은 전술된 원주방향 압력 편차들 같은, 유동장 편차들의 관점에서 터보기계류의 성능을 개선하고, 유동장 편차들을 수정하고, 공간 유동장 편차들의 제어 능력을 증가시키는 것을 포함하는, 터보기계의 성능을 개선하도록 설계, 구성 및 위치된다.In still other examples, diffusers prepared in accordance with the present invention include multi-vane groupings, each vane grouping having two vanes each having one or more different characteristics than other of the vanes in the grouping. Contains more than one vane. The groupings may be arranged in a periodic arrangement around the circumference of the machine, or in an aperiodic arrangement, creating one or more biased passages. One or more characteristics that vary between vanes within a vane grouping include vane leading edge location, vane trailing edge location, vane radial distance from the diffuser centerline, vane chord length, vane maximum thickness, vane height, vane flow direction shape distribution, Vane stagger angle, vane wedge angle, channel divergence angle, vane pitch, vane lean, vane twist, vane leading edge shape such as leading edge chevron, swallowtail, scallop, etc., fixed or movable vanes. , which may include, but is not limited to, the height of the passageway between the hub and shroud surfaces. One or more of those characteristics may be changed. Such groupings can improve the performance of turbomachinery, including improving the performance of turbomachinery in terms of flow field deviations, such as the circumferential pressure deviations described above, correcting flow field deviations, and increasing the controllability of spatial flow field deviations. It is designed, constructed and located so as to

편향된 통로들을 구비하는 베인리스 디퓨저들(vaneless diffusers)의 예시들은 하나 이상의 원주방향 위치들 내 통로 높이를 변화시키기 위해 허브 또는 쉬라우드 표면 내 위치된 채널들, 그루브들, 또는 다른 리세스들 같은 유동방향 리세스들을 구비하는 베인리스 디퓨저들을 포함한다. 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 길쭉한 리세스들은 둥근 엣지들을 구비하는 유동방향 그루브들 및 실질적으로 정사각형인 엣지들을 구비하는 유동방향 채널들을 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 일부 예시들에서, 베인리스 디퓨저들은 유동방향 리세스들의 비주기적 배열을 구비할 수 있다. 그러한 리세스들의 유동방향 길이는, 임펠러 안으로 디퓨저의 상류 및 디퓨저의 하류로 연장하는 더 긴 리세스들로부터, 디퓨저 내 유동방향 위치에 위치되고 더 짧은 길이로 된 더 짧은 리세스들로 변화할 수 있다. 여기에 개시된 바이어스된 통로들은 디퓨저 열 내 다른 통로들의 단면 영역보다 큰 단면 영역을 구비할 수 있다. 그러한 증가된 유동 영역 통로(들)는 임펠러 토출구 유동의 비대칭 부분을 수용하고 다른 비-바이어스된 통로들 안으로 유동의 보다 균일한 분포를 유발하도록 설계 및 구성될 수 있는 바이어스된 릴리프 통로(biased relief passage)를 제공할 수 있다. 다른 예시들에서, 여기에 개시된 바이어스된 통로들은 완전히 차단된 통로들을 포함하여, 다른 비-바이어스된 통로들의 단면 영역에 비해서 감소된 단면 영역을 구비할 수 있다. 따라서, 여기에서 사용된 바와 같이, 감소된 영역의 바이어스된 통로는 완전히 차단된 통로들, 또는 통로가 완전히 주기적인 디퓨저 통로 배열을 위해 있을 수 있는 위치 내에 디퓨저 통로의 부재를 포함할 수 있다. 이와 같이 감소된 유동 영역의 바이어스된 통로들은 비대칭 임펠러 토출구 유동장을 재분배하거나 그렇지 않으면 영향을 미치도록 설계 및 구성되어, 비-바이어스된 통로들 내 유동의 보다 균일한 통로를 제공할 수 있다.Examples of vaneless diffusers with biased passageways are flow channels, grooves, or other recesses positioned within the hub or shroud surface to vary the passage height in one or more circumferential locations. and vaneless diffusers with directional recesses. As described further below, elongated recesses include, but are not limited to, flow direction grooves with rounded edges and flow direction channels with substantially square edges. In some examples, vaneless diffusers may have an aperiodic arrangement of flow direction recesses. The flowwise length of such recesses can vary from longer recesses extending upstream of the diffuser and downstream of the diffuser into the impeller to shorter recesses of shorter length and located at flowwise locations within the diffuser. there is. The biased passages disclosed herein may have a cross-sectional area that is larger than that of other passages in the diffuser row. Such increased flow area passage(s) may be designed and constructed to accommodate the asymmetric portion of the impeller discharge flow and cause a more uniform distribution of flow into other non-biased passages. ) can be provided. In other examples, the biased passages disclosed herein may have a reduced cross-sectional area compared to the cross-sectional area of other non-biased passages, including completely blocked passages. Accordingly, as used herein, a reduced area biased passageway may include completely blocked passageways, or the absence of a diffuser passageway in a location where the passageway would be for a fully periodic diffuser passageway arrangement. The biased passages of this reduced flow area can be designed and configured to redistribute or otherwise influence the asymmetric impeller discharge flow field, providing a more uniform passage of flow within the non-biased passages.

본 발명은 또한 성능을 개선하기 위해서 터보기계들을 위한 유동 구조들을 설계하는 실험 및 계산 방법들을 포함한다. 일 예시에서, 터보기계 및/또는 디퓨저의 계산 모델이 개발될 수 있다. 원주방향 압력 분포가 하나 이상의 작동 조건들에서 계산될 수 있고 디퓨저의 성능이 분석될 수 있다. 일부 경우들에서, 압력에서 저-주파수 원주방향 편차가 디퓨저 유입구에서 계산될 수 있다. 디퓨저의 계산 모델은 하나 이상의 바이어스된 통로들의 추가와 함께 반복하여(iteratively) 조절될 수 있고, 원주방향 압력 분포 및 디퓨저 성능은 최적화된 바이어스된 통로 설계를 확인하기 위해서 각각의 경우에 대해서 계산될 수 있다. 다른 예시들에서, 원주방향 압력 분포를 계산하는 대신에, 디퓨저 유입구 압력 내 시디드 섭동(seeded perturbation) 또는 다른 균등한 접근이 최적화된 바이어스된 통로 배열을 결정하기 위해서 다양한 디퓨저 설계들에 대해서 계산 모델에 적용될 수 있다. 또 다른 예시들에서, 바이어스된 통로 설계들을 결정하는 실험 방법들이 구현될 수 있고, 그것은 원주방향 압력 편차의 주된 성분들을 완전히 특징짓기 위해 디퓨저 유입구의 원주 주위에서 충분한 압력 측정값들을 구비하는 시험 플랫폼(testing platform) 제공하는(instrumenting) 단계를 포함한다. 바이어스된 통로들을 구비하고 구비하지 않는 다양한 디퓨저 설계들에 대한 원주방향 압력 편차가 측정될 수 있고 결정된 바이어스된 통로 설계들이 개선될 수 있다.The invention also includes experimental and computational methods for designing flow structures for turbomachines to improve performance. In one example, a computational model of a turbomachinery and/or diffuser may be developed. Circumferential pressure distribution can be calculated at one or more operating conditions and the performance of the diffuser can be analyzed. In some cases, a low-frequency circumferential deviation in pressure can be calculated at the diffuser inlet. The computational model of the diffuser can be adjusted iteratively with the addition of one or more biased passages, and the circumferential pressure distribution and diffuser performance can be calculated for each case to identify an optimized biased passage design. there is. In other examples, instead of calculating the circumferential pressure distribution, seeded perturbation in the diffuser inlet pressure or other uniform approach can be used to model calculations for various diffuser designs to determine the optimal biased passage arrangement. can be applied to In still other examples, experimental methods to determine biased passage designs can be implemented, which includes a test platform equipped with sufficient pressure measurements around the circumference of the diffuser inlet to fully characterize the main components of the circumferential pressure variation ( It includes the instrumenting phase of the testing platform. Circumferential pressure differentials for various diffuser designs with and without biased passages can be measured and the determined biased passage designs can be improved.

도 8-20은 하나 이상의 바이어스된 통로들을 구비하는 베인 디퓨저들의 예시적인 실시예들을 도시한다. 도 8은 디퓨저 유입구(808) 및 토출구(810) 사이에서 유동방향으로 연장하고 허브(804) 및 쉬라우드(806) 사이에서 연장하는 일렬의 베인들(802)을 구비하는 예시적인 베인 플랫 플레이트 저 솔리디티 디퓨저(vaned flat plate low solidity diffuser; 800)의 일부를 도시한다. 열(802)은 복수 개의 제1 베인들(812) 및 적어도 하나의 제2 베인(814)을 포함한다. 오직 세 개가 도시되었으나, 제1 베인들(812)은 디퓨저(800)의 하나 이상의 부분들 주위에서 균등하게 이격 배치된다. 도시된 바와 같이, 제2 베인(814)은 제1 베인들(812)과 다른 특성, 여기에서는 다른 높이를 구비하고, 제2 베인(814)은 허브(804)에 부착된 부분 높이 베인(partial height vane)이다. 제2 베인(814)의 부분 높이는 제1 베인들(812) 사이에 통로(816)와 유동방향으로 다른 단면 영역 분포를 구비하는 바이어스 통로(816)를 생기게 한다. 따라서, 디퓨저(800)는 제1 베인들(812) 사이에 연장하는 통로들(816)의 적어도 하나의 주기적 섹션을 포함하는, 디퓨저의 원주 주위에 위치된 복수 개의 통로들을 구비하고, 제1 베인들(812)이 디퓨저 중심선 주위에서 규칙적인 간격에서 균등하게 이격 배치되므로 상기 섹션은 주기적이다. 디퓨저(800)는 또한 바이어스된 통로(818)를 포함하는 적어도 하나의 비주기적 섹션을 포함하고, 제1 베인들(812)의 주기적 속성에서 불연속성이 존재하고, 여기에서 통로들(816)보다 더 큰 단면 유동 영역을 구비하는 바이어스된 통로(818)가 존재하므로 상기 섹션은 비주기적이다. 예시적인 디퓨저(800)는 원주방향 압력 분포를 구비하는 유동장을 수용하도록 설계 및 구성되고, 바이어스된 통로(816)는 원주방향 균일성을 위해서 원주방향 압력 분포를 바이어스하도록, 예를 들어, 도 1-5에 도시된 것들과 같이, 저-주파수 공간 압력 편차를 바이어스하도록, 위치, 구성 및 치수화된다. 바이어스된 통로는 또한 유동장 편차들의 관점에서 터보기계류의 성능을 개선하고, 유동장 편차들을 수정하고, 공간 유동장 편차들의 제어 능력을 증가시키는 것을 포함하는, 터보기계의 성능을 개선하도록 위치, 구성 및 치수화된다. 디퓨저(800)는 디퓨저의 원주 주위 임의의 위치에 위치된 하나 이상의 바이어스된 통로들(816)을 구비할 수 있다. 도 9는 디퓨저(800)와 실질적으로 동일한 디퓨저(900)를 도시하고, 허브(904) 및 쉬라우드(906) 사이에 연장하는 제1 베인들(902) 및 적어도 하나의 제2 베인(908)을 포함하고, 제2 베인이 부분 높이로 되어 바이어스 통로를 생기게 한다. 디퓨저(800)와 달리, 제2 베인(908)은 허브(904) 대신, 쉬라우드(906)에 부착된다. 대안적인 실시예들은 제2 베인들(814 및 908)의 조합들, 예를 들어 쉬라우드 표면에 부착된 하나 이상의 부분-높이 베인들(partial-height vanes) 및 허브 표면에 부착된 하나 이상의 부분-높이 베인들을 구비하는 단일 디퓨저를 포함할 수 있다.8-20 show example embodiments of vane diffusers with one or more biased passages. 8 shows an exemplary vane flat plate having a row of vanes 802 extending in the flow direction between the diffuser inlet 808 and outlet 810 and extending between the hub 804 and shroud 806. A portion of a solidity diffuser (vaned flat plate low solidity diffuser 800) is shown. Row 802 includes a plurality of first vanes 812 and at least one second vane 814. The first vanes 812 are evenly spaced around one or more portions of the diffuser 800, although only three are shown. As shown, the second vane 814 has different characteristics than the first vanes 812, here a different height, and the second vane 814 is a partial height vane attached to the hub 804. height vane). The partial height of the second vane 814 creates a bias passage 816 having a cross-sectional area distribution different from the passage 816 between the first vanes 812 in the flow direction. Accordingly, the diffuser 800 has a plurality of passages located around the circumference of the diffuser, including at least one periodic section of passages 816 extending between the first vanes 812, The sections are periodic as the fields 812 are evenly spaced at regular intervals around the diffuser centerline. The diffuser 800 also includes at least one aperiodic section comprising a biased passageway 818 , wherein there is a discontinuity in the periodic nature of the first vanes 812 , where there is a further aperiodic section than the passageways 816 . The section is aperiodic since there is a biased passage 818 with a large cross-sectional flow area. The exemplary diffuser 800 is designed and configured to receive a flow field having a circumferential pressure distribution, and the biased passageway 816 is configured to bias the circumferential pressure distribution for circumferential uniformity, e.g., FIG. 1 They are positioned, configured and dimensioned to bias low-frequency spatial pressure variations, such as those shown in -5. The biased passageway may also be positioned, configured, and dimensioned to improve the performance of turbomachinery, including improving the performance of turbomachinery in terms of flow field variations, correcting flow field variations, and increasing the controllability of spatial flow field variations. do. Diffuser 800 may have one or more biased passages 816 located anywhere around the circumference of the diffuser. 9 shows a diffuser 900 substantially identical to diffuser 800, with first vanes 902 and at least one second vane 908 extending between a hub 904 and a shroud 906. It includes, and the second vane is at a partial height to create a bias passage. Unlike the diffuser 800, the second vane 908 is attached to the shroud 906 instead of the hub 904. Alternative embodiments include combinations of second vanes 814 and 908, for example, one or more partial-height vanes attached to the shroud surface and one or more partial-height vanes attached to the hub surface. It may include a single diffuser with tall vanes.

도 10은 다른 특성, 여기에서 디퓨저(100)의 중심선(1005)으로부터의 방사상 거리 및 엇갈림 각을 구비하여, 바이어스된 통로(1006)를 형성하는, 복수 개의 제1 베인들(1002) 및 적어도 하나의 제2 베인(1004)을 구비하는 예시적인 디퓨저(1000)를 도시한다. 파선(1008)은 제1 베인들의 주기적인 속성, 예를 들어 주기적인 제1 베인 위치가 현존하는 디퓨저들을 구비하는 경우와 같이 연속된다면, 제1 베인들(1002) 중 하나가 어디에 위치되는지를 나타낸다. 파선들(1010)은 엇갈림 각이 제1 베인 엇갈림 각으로부터 +/-로 변화될 수 있다는 것을 나타낸다. 디퓨저(1000)의 일부만이 도시되었으나, 디퓨저는 하나 이상의 바이어스된 통로(1006)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베인들(1002, 1004)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 베인(1004)은 주기적인 제1 베인 위치(1008)에 비해 유동방향을 따라 뒤로 슬라이드되어, 리딩 엣지(1012) 및 트레일링 엣지(1014)가 모두 제1 베인들(1002)의 리딩 및 트레일링 엣지들(1016, 1018)보다 중심선(1005)으로부터 더 큰 방사상 거리로 되게 할 수 있다. 바이어스된 통로(1006)는 디퓨저(1000)의 유입구(1020)에서 더 큰 단면 유동 영역의 형태로 된 디퓨저(1000) 내 비주기적 섹션을 생성한다.10 shows another feature, wherein a plurality of first vanes 1002 and at least one with a radial distance and a stagger angle from the centerline 1005 of the diffuser 100 form a biased passageway 1006. An exemplary diffuser 1000 is shown having a second vane 1004 of The dashed line 1008 indicates the periodic nature of the first vanes, e.g. where one of the first vanes 1002 would be located if the periodic first vane position was continuous, as is the case with existing diffusers. . Dashed lines 1010 indicate that the stagger angle can be varied +/- from the first vane stagger angle. Although only a portion of the diffuser 1000 is shown, the diffuser may include one or more biased passages 1006. The first and second vanes 1002, 1004 may both be full height, or one or both may be partial height. As shown, the exemplary second vane 1004 slides backwards along the flow direction relative to the periodic first vane position 1008 such that the leading edge 1012 and the trailing edge 1014 are both aligned with the first vane position. The leading and trailing edges 1016, 1018 of field 1002 may be at a greater radial distance from the center line 1005. The biased passageway 1006 creates an aperiodic section in the diffuser 1000 in the form of a larger cross-sectional flow area at the inlet 1020 of the diffuser 1000.

도 11은 다른 특성, 여기에서 두께를 구비하여, 바이어스된 통로(1106)를 형성하는, 복수 개의 제1 베인들(1102) 및 적어도 하나의 제2 베인(1104)을 구비하는 예시적인 디퓨저(1100)를 도시한다. 디퓨저(1100)의 일부만이 도시되었으나, 디퓨저는 두 개 이상의 바이어스된 통로(1106)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베인들(1102, 1104)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 베인(1104)은 제1 베인들(1102)보다 더 얇아서, 통로들(1108)과 다른 단면 영역 분포를 구비하는 바이어스된 통로들(1106)을 생기게 하고, 제2 베인(1104)과 인접하게 더 큰 단면 유동 영역의 형태로 된 디퓨저(1100) 내 비주기적 섹션을 생성한다.11 shows an exemplary diffuser 1100 having a plurality of first vanes 1102 and at least one second vane 1104, with different characteristics, herein thickness, forming a biased passageway 1106. ) is shown. Although only a portion of the diffuser 1100 is shown, the diffuser may include two or more biased passages 1106. The first and second vanes 1102, 1104 may both be full height, or one or both may be partial height. As shown, the exemplary second vane 1104 is thinner than the first vanes 1102, resulting in biased passages 1106 having a different cross-sectional area distribution than passages 1108, and Adjacent to the two vanes 1104 creates an aperiodic section in the diffuser 1100 in the form of a larger cross-sectional flow area.

도 12는 디퓨저(1100)(도 11)와 유사하고, 다른 특성, 여기에서 최대 두께를 구비하여, 바이어스된 통로들(1206)을 형성하는, 복수 개의 제1 베인들(1202) 및 적어도 하나의 제2 베인(1204)을 구비하는 예시적인 디퓨저(1200)를 도시한다. 디퓨저(1200)의 일부만이 도시되었으나, 디퓨저는 두 개 이상의 바이어스된 통로(1206)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베인들(1202, 1204)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 베인(1204)은 제1 베인들(1202)보다 더 두꺼워서, 통로들(1208)과 다른 단면 영역 분포를 구비하는 바이어스된 통로들(1206)을 생기게 하고, 제2 베인(1204)과 인접하게 더 작은 단면 유동 영역의 형태로 된 디퓨저(1200) 내 비주기적 섹션을 생성한다.FIG. 12 is similar to the diffuser 1100 (FIG. 11) with different characteristics, herein a plurality of first vanes 1202 and at least one, having a maximum thickness, forming biased passages 1206. An example diffuser 1200 is shown having a second vane 1204. Although only a portion of the diffuser 1200 is shown, the diffuser may include two or more biased passages 1206. The first and second vanes 1202, 1204 may both be full height, or one or both may be partial height. As shown, the exemplary second vane 1204 is thicker than the first vanes 1202, resulting in biased passages 1206 having a different cross-sectional area distribution than passages 1208, and Adjacent to the two vanes 1204 is an aperiodic section in the diffuser 1200 in the form of a smaller cross-sectional flow region.

도 13은 디퓨저들(1100 및 1200)(도 11 및 12)과 유사하고, 다른 특성, 여기에서 코드 길이를 구비하여, 바이어스된 통로(1306)를 형성하는, 복수 개의 제1 베인들(1302) 및 적어도 하나의 제2 베인(1304)을 구비하는 예시적인 디퓨저(1300)를 도시한다. 디퓨저(1300)의 일부만이 도시되었으나, 디퓨저는 두 개 이상의 바이어스된 통로(1306)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베인들(1302, 1304)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 베인(1304)은 제1 베인들(1302)보다 더 길어서, 통로들(1308)과 다른 유동방향 단면 영역 분포를 구비하는 바이어스된 통로들(1306)을 생기게 하고, 제2 베인(1304) 근처에서 디퓨저(1300) 내 비주기적 섹션을 생성한다. 도 14는 디퓨저(1300)와 실질적으로 동일한 디퓨저(1400)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스(reference numeral suffix)를 구비한다. 디퓨저(1300)와 달리, 제2 베인(1404)은 하나의 가능한 대안적인 엇갈림 각을 나타내는, 파선(1410)으로 가리켜진 바와 같이, 제1 베인들(1402)과 다른 엇갈림 각을 구비할 수 있다. 제2 베인(1404)의 특별한 엇갈림 각은, 제1 베인(1402) 엇갈림 각에 대해서 양의 각도 및 음의 각도 모두를 포함하여 변화될 수 있다. 13 shows a plurality of first vanes 1302 similar to diffusers 1100 and 1200 (FIGS. 11 and 12), but with different characteristics, here a chord length, forming a biased passageway 1306. and at least one second vane 1304. Although only a portion of the diffuser 1300 is shown, the diffuser may include two or more biased passages 1306. The first and second vanes 1302, 1304 may both be full height, or one or both may be partial height. As shown, the exemplary second vane 1304 is longer than the first vanes 1302, resulting in biased passages 1306 having a different flow direction cross-sectional area distribution than passages 1308. , creating an aperiodic section in the diffuser 1300 near the second vane 1304. 14 shows a diffuser 1400 that is substantially identical to diffuser 1300, with equivalent components having the same names and the same reference numeral suffix. Unlike the diffuser 1300, the second vane 1404 may have a different twisting angle than the first vanes 1402, as indicated by the dashed line 1410, which represents one possible alternative twisting angle. . The particular twist angle of the second vane 1404 can be varied to include both positive and negative angles with respect to the first vane 1402 angle.

도 15는 디퓨저들(1100-1400)(도 11-14)과 유사하고, 다른 특성, 여기에서 피치를 구비하여, 인접한 제1 베인들(1502) 사이의 간격(spacing)과 다른 제2 베인(1504) 및 인접한 베인들 사이의 원주 방향 간격을 생기게 해서, 바이어스된 통로들(1506a 및 1506b)을 형성하는, 복수 개의 제1 베인들(1502) 및 적어도 하나의 제2 베인(1504)을 구비하는 예시적인 디퓨저(1500)를 도시한다. 바이어스된 통로(1506a)는 통로들(1508)보다 더 작은 단면 영역을 구비하고 바이어스된 통로(1506b)는 통로들(1508)보다 더 큰 단면 영역을 구비한다. 디퓨저(1500)의 일부만이 도시되었으나, 디퓨저는 두 개 이상의 바이어스된 통로들(1506a, b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베인들(1502, 1504)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 베인(1504)은 제1 베인들(1202)과 동일한 피치, 형상 및 코드 길이를 구비하나, 주기적인 제1 베인 위치와 다른 원주방향 위치에 위치되어, 불-균일한 및 비주기적인 원주방향 베인 피치 분포를 구비하는 디퓨저(1500) 및 비주기적 섹션을 생기게 한다.15 is similar to diffusers 1100-1400 (FIGS. 11-14), but has different characteristics, here a pitch, and thus a second vane that differs from the spacing between adjacent first vanes 1502. 1504) and a circumferential gap between adjacent vanes, forming biased passages 1506a and 1506b, comprising a plurality of first vanes 1502 and at least one second vane 1504. An exemplary diffuser 1500 is shown. Biased passage 1506a has a smaller cross-sectional area than passages 1508 and biased passage 1506b has a larger cross-sectional area than passages 1508. Although only a portion of the diffuser 1500 is shown, the diffuser may include two or more biased passages 1506a, b. The first and second vanes 1502, 1504 may both be full height, or one or both may be partial height. As shown, the exemplary second vane 1504 has the same pitch, shape, and chord length as the first vanes 1202, but is located at a circumferential location that is different from the periodic first vane location, making it non- This results in a diffuser 1500 with a uniform and aperiodic circumferential vane pitch distribution and aperiodic sections.

도 16은 복수 개의 제1 베인들(1602)(열두 개 중 두 개만 라벨링됨(labeled)) 및 제1 베인들과 다른 특성, 여기에서 최대 두께 및 코드 길이를 각각 구비하는 두 개의 제2 베인들(1604a, 1604b)을 구비하여, 바이어스된 통로들(1606a 및 1606b)을 형성하는, 예시적인 디퓨저(1600)를 도시한다. 제2 베인(1604a)은 제1 베인들(1602)과 동일한 두께를 구비하나, 더 긴 코드 길이를 구비하여, 통로들(1608)과 다른 유동방향 단면 영역 분포를 구비하는 바이어스된 통로들(1606a)을 생기게 한다. 제2 베인(1604b)은 제1 베인들(1602)보다 더 큰 두께를 구비하여, 통로들(1608)보다 더 작은 단면 영역을 포함하는, 다른 유동방향 단면 영역 분포를 구비하는 바이어스된 통로들(1606b)을 생기게 한다. 제1 및 제2 베인들(1602, 1604a, 1604b)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 베인들(1604a, 1604b) 및 관련된 바이어스된 통로들(1606a, 1606b)은 디퓨저(1600)의 원주 주위에서 대략 180도로 이격 배치된다. 제1 베인들(1602)은 인접한 제1 베인들과 균등하게 이격 배치되어, 두 개의 주기적 섹션들(1610)을 제공하고, 제2 베인들(1604a, 1604b)은 두 개의 비주기적 섹션들(1612)을 생기게 한다.16 shows a plurality of first vanes 1602 (only two of the twelve labeled) and two second vanes each having characteristics different from the first vanes, wherein the maximum thickness and chord length An example diffuser 1600 is shown having 1604a, 1604b, forming biased passages 1606a and 1606b. The second vane 1604a has the same thickness as the first vanes 1602, but has a longer chord length, so that the biased passages 1606a have a different flow direction cross-sectional area distribution than the passages 1608. ) is created. The second vane 1604b has a greater thickness than the first vanes 1602, thereby forming biased passages with a different flow direction cross-sectional area distribution, including a smaller cross-sectional area than the passages 1608. 1606b) is created. The first and second vanes 1602, 1604a, 1604b can both be full height, or one or both of them can be partial height. As shown, the second vanes 1604a, 1604b and associated biased passages 1606a, 1606b are spaced approximately 180 degrees around the circumference of the diffuser 1600. The first vanes 1602 are equally spaced from adjacent first vanes, providing two periodic sections 1610, and the second vanes 1604a, 1604b are two aperiodic sections 1612. ) is created.

도 17은 복수 개의 제1 베인들(1702)(일곱 개 중 두 개만 라벨링됨) 및 제1 베인들(1702)과 다른 특성, 여기에서 코드 길이를 각각 구비하는 복수 개의 제2 베인들(1704)(일곱 개 중 두 개만 라벨링됨)을 구비하는 예시적인 디퓨저(1700)를 도시한다. 디퓨저(1600)와 달리, 디퓨저(1700)는 동일한 개수의 제1 베인들(1702) 및 제2 베인들(1704) 및 완전히 주기적인 배열의 통로들(1706a, 1706b)을 구비한다. 제1 베인들(1702) 및 제2 베인들(1704)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 여기에서 그룹핑 당 두 개의 베인들(two vanes per grouping)인, 제1 및 제2 베인들(1702, 1704)은 베인 그룹핑들 내에 배치되고, 디퓨저(1700)는 주기적인 배열의 멀티-베인 그룹핑들을 구비하고, 각각의 베인 그룹핑은 각각 그룹핑 내 베인들 중 다른 것들과 다른 특성을 구비하는, 제1 및 제2 베인들(1702, 1704)을 포함한다. 도 18은 실질적으로 디퓨저(1700)와 실질적으로 동일하고, 복수 개의 제1 베인들(1802)(일곱 개 중 두 개만 라벨링됨) 및 제1 베인들(1802)과 다른 특성, 여기에서 코드 길이를 각각 구비하는 복수 개의 제2 베인들(1804)(일곱 개 중 두 개만 라벨링됨)을 포함하는 디퓨저(1800)를 도시한다. 디퓨저(1700)와 달리, 각각의 제2 베인들(1804)은 제1 베인들(1802)과 다른 유동방향 위치를 구비하고, 리딩 엣지(1812)의 위치는 다른 방사상 거리, 여기에서 디퓨저 중심선으로부터 제1 베인 리딩 엣지들(1816)의 방사상 거리보다 디퓨저 중심선(1814)로부터 더 큰 거리에 있다. 예를 들어, 각각의 제2 베인들(1804)은 주기적인 제1 베인 위치에 비해 유동방향으로 뒤로 미끄러진다. 디퓨져(1700)에서와 같이, 디퓨저(1800)는 여기에서 그룹핑 당 두 개의 베인들인, 멀티-베인 그룹핑들 내에 배치된 제1 및 제2 베인들(1802, 1804)을 포함하고, 디퓨저(1800)는 주기적인 배열의 멀티-베인 그룹핑들을 구비한다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 제1 및/또는 제2 베인들(1702, 1802, 1704, 1804)의 하나 이상의 특성들은 비대칭 압력 장들, 예를 들어 도 1-5에 도시된 비대칭 압력 장들을 해결하기 위해 구성된 바이어스된 통로들을 구비하는 하나 이상의 비주기적 섹션들을 생성하도록 변화될 수 있다. 하나 이상의 특성들은, 예를 들어, 베인 높이, 엇갈림 각, 피치, 베인 형상, 베인 리딩 및 트레일링 엣지 위치 및 코드 길이 등과 같이 여기에서 설명된 임의의 특성들을 포함할 수 있다.17 shows a plurality of first vanes 1702 (only two of the seven labeled) and a plurality of second vanes 1704 each having a characteristic different from the first vanes 1702, herein a chord length. An exemplary diffuser 1700 is shown having (only two of seven labeled). Unlike diffuser 1600, diffuser 1700 has the same number of first vanes 1702 and second vanes 1704 and a completely periodic arrangement of passages 1706a, 1706b. First vanes 1702 and second vanes 1704 may both be full height, or one or both may be partial height. Here, first and second vanes 1702, 1704, two vanes per grouping, are disposed within vane groupings, and the diffuser 1700 forms a periodic array of multi-vane groupings. and each vane grouping includes first and second vanes 1702 and 1704, each having characteristics different from other vanes in the grouping. 18 is substantially the same as the diffuser 1700, with a plurality of first vanes 1802 (only two of the seven labeled) and other characteristics of the first vanes 1802, herein being the chord length. A diffuser 1800 is shown, each having a plurality of second vanes 1804 (only two of the seven are labeled). Unlike the diffuser 1700, each of the second vanes 1804 has a different flow direction position than the first vanes 1802, and the position of the leading edge 1812 is a different radial distance, here from the diffuser centerline. It is at a greater distance from the diffuser centerline 1814 than the radial distance of the first vane leading edges 1816. For example, each second vane 1804 slides backwards in the direction of flow relative to the periodic first vane position. As in diffuser 1700, diffuser 1800 includes first and second vanes 1802, 1804 arranged in multi-vane groupings, here being two vanes per grouping, and diffuser 1800 has a periodic arrangement of multi-vane groupings. In other examples, one or more characteristics of one or more of the first and/or second vanes 1702, 1802, 1704, 1804 may be used to resolve asymmetric pressure fields, such as those shown in FIGS. 1-5. may be modified to create one or more aperiodic sections with biased passages configured for One or more characteristics may include any of the characteristics described herein, such as vane height, stagger angle, pitch, vane shape, vane leading and trailing edge positions, chord length, etc.

도 19는 복수 개의 제1 베인들(1902)(일곱 개 중 두 개만 라벨링됨) 및 제1 베인들(1902)과 다른 특성, 여기에서 코드 길이 및 엇갈림 각을 각각 구비하는 복수 개의 제2 베인들(1904)(일곱 개 중 두 개만 라벨링됨)을 구비하는 예시적인 디퓨저(1900)를 도시한다. 디퓨저(1900)는 동일한 개수의 제1 베인들(1902) 및 제2 베인들(1904) 및 제2 베인들(1904)이 모두 동일한 엇갈림 각에 있을 때, 완전히 주기적인 배열의 통로들(1906a, 1906b)을 구비한다. 제1 베인들(1902) 및 제2 베인들(1904)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 여기에서 그룹핑 당 두 개의 베인들인, 제1 및 제2 베인들(1902, 1904)은 베인 그룹핑들 내에 배치되고, 디퓨저(1900)는 주기적인 배열의 멀티-베인 그룹핑들을 구비한다. 파선들(1910)에 의해 나타내진 바와 같이, 제2 베인들(1904)의 엇갈림 각은 제1 베인들(1902)과 동일하게 되거나, 제1 베인 엇갈림 각으로부터 양 또는 음 방향으로 변화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 베인들(1904)의 엇갈림 각은 변화될 수 있고, 하나 이상의 바이어스된 통로들을 구비하는 주기적인 배열을 형성하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 베인들(1904) 중 하나 제외하고 나머지는 제1 베인들(1902)과 동일한 엇갈림 각을 구비할 수 있고, 제2 베인들 중 하나는 교대하는 엇갈림 각을 구비해서, 변경된-각도 전체 높이 제2 베인(altered-angle full height second vane)의 어느 한 측면 상에 두 개의 바이어스된 통로들을 제공할 수 있다. 다른 예시들에서, 다른 개수의 제2 베인들(1904)의 엇갈림 각이 변화될 수 있다.19 shows a plurality of first vanes 1902 (only two of the seven labeled) and a plurality of second vanes each having characteristics different from the first vanes 1902, wherein the chord length and the stagger angle Shows an exemplary diffuser 1900 with (1904) (only two of seven labeled). The diffuser 1900 has a completely periodic arrangement of passages 1906a, when the same number of first vanes 1902 and second vanes 1904 and the second vanes 1904 are all at the same crossing angle. 1906b). The first vanes 1902 and the second vanes 1904 can both be full height, or one or both of them can be partial height. First and second vanes 1902, 1904, here two vanes per grouping, are arranged in vane groupings, and the diffuser 1900 has a periodic arrangement of multi-vane groupings. As indicated by dashed lines 1910, the offset angle of the second vanes 1904 can be the same as that of the first vanes 1902, or can vary in a positive or negative direction from the first vane offset angle. . In some embodiments, the angle of deviation of the second vanes 1904 can be varied and positioned to form a periodic arrangement with one or more biased passages. For example, all but one of the second vanes 1904 may have the same stagger angle as the first vanes 1902, and one of the second vanes may have alternating stagger angles, so that the changed - Two biased passages can be provided on either side of the altered-angle full height second vane. In other examples, the angle of deviation of different numbers of second vanes 1904 may be varied.

도 20은 디퓨저(1900)와 실질적으로 동일한 디퓨저(2000)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스를 구비한다. 디퓨저(1900)와 달리, 제2 베인들(1904)의 엇갈림 각이 변화될 수 있는 경우, 디퓨저(2000) 내에서, 제1 베인들(2002)의 엇갈림 각은 파선들(2010)에 의해 나타내진 바와 같이 변화될 수 있다. 디퓨저(1900)에서와 같이, 모든 보다 적은(less than all) 제1 베인들(2002)의 엇갈림 각은 제1 베인들 중 다른 것들과 다르게 되어, 비주기적인 배열 및 하나 이상의 바이어스된 통로들을 생기게 한다. 여기에서 그룹핑 당 두 개의 베인들인, 제1 및 제2 베인들(2002, 2004)은 베인 그룹핑들 내에 배치되고, 디퓨저(2000)는 주기적인 배열의 멀티-베인 그룹핑들을 구비한다. 다른 예시들에서, 디퓨저들(1900 및 2000)의 특성들은 제1 베인들(1902, 2002)의 서브세트 또는 제2 베인들(1904, 2004)의 서브세트의 엇갈림 각 또는 제1 및 제2 베인들 모두 중 선택된 것들의 엇갈림 각을 변화시키는 것을 포함하여 조합될 수 있다.Figure 20 shows a diffuser 2000 that is substantially identical to the diffuser 1900, and equivalent components have the same names and the same reference number suffixes. Unlike the diffuser 1900, in the case where the crossing angle of the second vanes 1904 can be changed, within the diffuser 2000, the crossing angle of the first vanes 2002 is indicated by dashed lines 2010. It can be changed as it is. As in diffuser 1900, the angle of deviation of less than all first vanes 2002 is different from the others of the first vanes, resulting in an aperiodic arrangement and one or more biased passages. do. First and second vanes 2002, 2004, here two vanes per grouping, are arranged in vane groupings, and the diffuser 2000 has a periodic arrangement of multi-vane groupings. In other examples, the characteristics of the diffusers 1900 and 2000 may vary depending on the angle of deviation of a subset of the first vanes 1902, 2002 or a subset of the second vanes 1904, 2004 or the first and second vanes. All of them can be combined, including changing the twist angle of selected ones.

다른 실시예에서, 예시적인 디퓨저는 복수 개의 베인 그룹핑들을 포함할 수 있고, 그룹핑 내 각각의 베인은 다른 높이를 구비한다. 예를 들어, 베인 그룹핑은 허브 또는 쉬라우드 표면에 부착된 제1 부분 높이 베인 및 허브 또는 쉬라우드 표면에 부착된 제2, 인접한 부분 높이 베인을 포함하는 두 개의 부분-높이 베인들을 포함할 수 있다. 디퓨저는 주기적 배열의 그룹핑들을 포함할 수 있고, 예를 들어 일 예시에서 제1 및 제2 부분 높이 베인들은 기계의 원주 주위에서 모두 균등하게 이격 배치될 수 있다. 일 예시에서, 제1 부분 높이 베인은 제2 부분 높이 베인과 다른 높이를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1 부분 높이 베인은 통로 높이의 대략 15% 및 대략 65% 사이의 높이를 구비할 수 있고, 일부 예시들에서 통로 높이의 대략 50%인 높이를 구비할 수 있다. 제2 부분 높이 베인은 통로 높이의 대략 5% 및 대략 45% 사이의 높이를 구비할 수 있고, 일부 예시들에서 대략 15%인 높이를 구비할 수 있다. 일 예시에서, 각각의 베인 그룹핑 내에서 제1 및 제2 부분 높이 베인들은 통로의 반대되는 측면들 상에 장착될 수 있고, 예를 들어 제1 부분 높이 베인은 쉬라우드에 장착될 수 있고 제2 부분 높이 베인은 허브에 장착될 수 있다. 그러한 부분-높이 베인 그룹핑은 리딩 엣지 금속 차단(leading edge metal blockage)을 감소시키고 통로 영역을 증가시킬 수 있어, 특히 초크(choke) 근방 유동 재구성(flow reorganization)을 허용하여 성능을 개선한다. 또 다른 예시들에서, 베인 그룹핑들은 세 개 이상의 베인들을 포함할 수 있고, 그러한 베인 그룹핑들은 디퓨저의 주변부 주위에서 반복된다. 또 다른 예시들에서, 하나 이상의 바이어스된 통로들은 주기적인 섹션들에 인접하게 베인 그룹핑들을 위치시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 14개의 베인들을 구비하는 디퓨저에서, 제1 및 제2 부분 높이 베인들을 구비하는 두 개의 베인 그룹핑은 하나 이상의 원주방향 위치들 내에 14개의 베인들 중 2 내지 12의 위치들 내에 사용될 수 있어 하나 이상의 바이어스된 통로들을 생기게 한다.In another embodiment, an exemplary diffuser may include multiple vane groupings, with each vane within a grouping having a different height. For example, the vane grouping may include two partial-height vanes including a first partial-height vane attached to the hub or shroud surface and a second, adjacent partial-height vane attached to the hub or shroud surface. . The diffuser may include a periodic arrangement of groupings, for example in one example the first and second partial height vanes may be equally spaced all around the circumference of the machine. In one example, the first partial height vane may have a different height than the second partial height vane. For example, the first partial height vane may have a height between approximately 15% and approximately 65% of the passage height, and in some examples may have a height that is approximately 50% of the passage height. The second partial height vane may have a height between approximately 5% and approximately 45% of the passageway height, and in some examples may have a height approximately 15%. In one example, within each vane grouping first and second partial height vanes may be mounted on opposite sides of the passageway, for example a first partial height vane may be mounted on a shroud and a second partial height vane may be mounted on a shroud. Partial height vanes can be mounted on the hub. Such partial-height vane grouping can reduce leading edge metal blockage and increase passage area, improving performance by allowing flow reorganization, especially near the choke. In still other examples, vane groupings may include three or more vanes, with the vane groupings repeating around the perimeter of the diffuser. In still other examples, one or more biased passageways can be formed by positioning vane groupings adjacent to periodic sections. For example, in a diffuser with 14 vanes, two vane groupings with first and second partial height vanes may be used in positions 2 to 12 of the 14 vanes in one or more circumferential positions. This creates one or more biased passages.

도 21은 종래 기술의 채널형 디퓨저(2100)를 도시하고, 도 22-23은 본 발명에 따른 채널형 디퓨저들의 예시적인 실시예들을 도시한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 채널형 디퓨저(2100)는 채널들의 형태로 된 통로들(2104)(하나만 라벨링됨)을 정의하는 복수 개의 베인들(2102)(하나만 라벨링됨)을 포함한다. 디퓨저(2100)는 도 4 및 5에 도시된 시험 데이터를 얻기 위해 사용된 디퓨저와 유사하다. 디퓨저(2100)는 완전히 주기적이고 대칭이고, 각각의 베인들(2101)은 동일한 엇갈림 각(S) 및 웨지 각(W)을 구비하고, 각각의 통로(2104)는 동일한 디버전스 각(D)을 구비한다.Figure 21 shows a prior art channelized diffuser 2100, and Figures 22-23 show example embodiments of channeled diffusers according to the present invention. As shown in Figure 21, a prior art channelized diffuser 2100 includes a plurality of vanes 2102 (only one labeled) defining passages 2104 (only one labeled) in the form of channels. do. Diffuser 2100 is similar to the diffuser used to obtain the test data shown in FIGS. 4 and 5. The diffuser 2100 is completely periodic and symmetrical, with each vane 2101 having the same divergence angle (S) and wedge angle (W), and each passage 2104 having the same divergence angle (D). do.

도 22는 제1 베인(2204)(하나만 라벨링됨) 사이에 연장하는 복수 개의 통로들(2202)(하나만 라벨링됨)을 구비하는 예시적인 채널 디퓨저(2200)를 도시한다. 그러나, 종래 기술의 디퓨저(2100)와 달리, 각각의 통로(2202)는 또한 인접한 제1 베인들(2204) 사이에 위치된 제2 베인(2206)을 포함한다. 예시적인 제2 베인들(2206)은 플랫 플레이트들이고, 각각 디퓨저 유입구(2210)로부터 하류에 있는 리딩 엣지(2208) 및 디퓨저 토출구(2214)의 상류에 위치된 트레일링 엣지(2212)를 구비한다. 제2 베인들(2206)은 전체 높이로 된다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 제1 및/또는 제2 베인들(2204, 2206)은 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 베인들(2206)은 통로들(2202)의 길이보다 더 짧은 코드 길이를 구비하고, 원주방향 및 유동방향 모두에서 통로들 내에서 실질적으로 중심에 위치된다. 여기에서 그룹핑 당 두 개의 베인들인, 제1 및 제2 베인들(2204, 2206)은 베인 그룹핑들 내에 배치되고, 디퓨저(2200)는 주기적 배열의 멀티-베인 그룹핑들을 구비한다. 그러나, 예시적인 통로들(2202)은 주기적이고, 하나 이상의 제1 베인들(2204) 및/또는 제2 베인들(2206)의 하나 이상의 특성들은 하나 이상의 바이어스된 통로들을 생성하기 위해 변화될 수 있다. 하나 이상의 제1 및/또는 제2 베인들(2204, 2206)의 하나 이상의 특성들은 비대칭 압력 장들, 예를 들어, 도 1-5에 도시된 비대칭 압력 장들을 해결하기 위해 구성된 바이어스된 통로들을 구비하는 하나 이상의 비주기적 섹션들을 생성하기 위해 변화될 수 있다. 하나 이상의 특성들은 예를 들어 베인 높이, 엇갈림 각, 피치, 베인 형상, 베인 리딩 및 트레일링 엣지 위치, 및 코드 길이 등 같이 여기에서 설명된 임의의 특성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 베인들(2206)은 에어포일형을 포함하는 임의의 유형으로 될 수 있고, 통로들(2202) 내에서 모두 중심에 있을 필요가 없다; 적어도 하나는 부분 높이 설계를 포함하는 바이어스된 통로를 생성하기 위해서 재위치되거나 재사이징될(resized) 수 있다.22 shows an example channel diffuser 2200 with a plurality of passages 2202 (only one labeled) extending between first vanes 2204 (only one labeled). However, unlike the prior art diffuser 2100, each passage 2202 also includes a second vane 2206 positioned between adjacent first vanes 2204. The exemplary second vanes 2206 are flat plates and each has a leading edge 2208 downstream from the diffuser inlet 2210 and a trailing edge 2212 located upstream of the diffuser outlet 2214. The second vanes 2206 are full height. In other examples, one or more of the first and/or second vanes 2204, 2206 may be partial height. In the depicted embodiment, the second vanes 2206 have a chord length that is shorter than the length of the passages 2202 and are positioned substantially centrally within the passages in both the circumferential and flow directions. First and second vanes 2204, 2206, here two vanes per grouping, are arranged in vane groupings, and the diffuser 2200 has a periodic arrangement of multi-vane groupings. However, the example passages 2202 are periodic, and one or more characteristics of the one or more first vanes 2204 and/or second vanes 2206 can be varied to create one or more biased passages. . One or more features of the one or more first and/or second vanes 2204, 2206 may include biased passages configured to resolve asymmetric pressure fields, e.g., as shown in FIGS. 1-5. It can be modified to create one or more aperiodic sections. One or more characteristics may include any of the characteristics described herein, such as vane height, stagger angle, pitch, vane shape, vane leading and trailing edge positions, and chord length. For example, the secondary vanes 2206 can be of any type, including an airfoil type, and need not be all centered within the passageways 2202; At least one may be repositioned or resized to create a biased passageway including a partial height design.

도 23은 채널 디퓨저(2200)와 유사한 예시적인 채널 디퓨저(2300)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조번호 서픽스를 구비한다. 디규저(2300)는 제1 베인들(2304)(하나만 라벨링됨) 사이에 연장하는 복수 개의 통로들(2302)(하나만 라벨링됨)을 포함한다. 각각의 통로(2302)는 또한 인접한 제1 베인들(2304) 사이에 위치된 제2 베인(2306)을 포함한다. 예시적인 제2 베인들(2306)은 플랫 플레이트들이다. 제2 베인들(2206)(도 22)에 비해, 제2 베인들(2306)은 더 좁고 더 멀리 상류에 위치되고, 이 예시에서 디퓨저 유입구(2310)에 위치된 리딩 엣지(2308) 및 디퓨저 토출구(2314)의 더 멀리 상류에 위치된 트레일링 엣지(2312)를 구비한다. 제2 베인들(2306)은 전체 높이로 된다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 제1 및/또는 제2 베인들(2304, 2306)은 부분 높이로 될 수 있다. 도시된 예시에서, 제2 베인들(2306)은 통로들(2302)의 길이보다 더 짧은 코드 길이를 구비하고, 원주방향으로 통로들 내에서 실질적으로 중심에 위치되고 유동방향으로 통로(2302) 중앙점(midpoint)의 상류에 위치된다. 여기에서 그룹핑 당 두 개의 베인들인, 제1 및 제2 베인들(2304, 2306)은 베인 그룹핑들 내에 배치되고, 디퓨저(2300)는 주기적 배열의 멀티-베인 그룹핑들을 구비한다. 그러나, 예시적인 통로들(2302)은 주기적이고, 하나 이상의 제1 베인(2304) 및/또는 제2 베인들(2306)의 하나 이상의 특성들은 하나 이상의 바이어스된 통로들을 생성하기 위해서 변화될 수 있다. 하나 이상의 제1 및/또는 제2 베인들(2304, 2306)의 하나 이상의 특성들은 비대칭 압력 장들, 예를 들어 도 1-5에 도시된 비대칭 압력 장들을 해결하기 위해 구성된 바이어스된 통로들을 구비하는 하나 이상의 비대칭적 섹션들을 생성하기 위해 변화될 수 있다. 하나 이상의 특성들은 예를 들어 베인 높이, 엇갈림 각, 피치, 베인 형상, 베인 리딩 및 트레일링 엣지 위치 및 코드 길이 등 같이 여기에 설명된 임의의 특성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 베인들(2306)은 에어포일형을 포함하는 임의의 유형으로 될 수 있고 모두 통로들(2302) 내에서 중앙에 위치될 필요가 없다; 적어도 하나는 부분 높이 설계를 포함하는 바이어스 통로를 생성하도록 재위치되거나 재사이징될 수 있다.23 shows an example channel diffuser 2300 similar to channel diffuser 2200, with equivalent components having the same names and the same reference number suffixes. The descaler 2300 includes a plurality of passages 2302 (only one labeled) extending between first vanes 2304 (only one labeled). Each passageway 2302 also includes a second vane 2306 positioned between adjacent first vanes 2304. Exemplary second vanes 2306 are flat plates. Compared to second vanes 2206 (FIG. 22), second vanes 2306 are narrower and located further upstream, and in this example have a leading edge 2308 located at diffuser inlet 2310 and diffuser outlet. It has a trailing edge 2312 located further upstream of 2314. The second vanes 2306 are full height. In other examples, one or more of the first and/or second vanes 2304, 2306 may be partial height. In the example shown, the second vanes 2306 have a chord length that is shorter than the length of the passages 2302 and are positioned substantially centrally within the passages in the circumferential direction and central to the passages 2302 in the direction of flow. It is located upstream of the midpoint. First and second vanes 2304, 2306, here two vanes per grouping, are arranged in vane groupings, and the diffuser 2300 has a periodic arrangement of multi-vane groupings. However, the example passages 2302 are periodic, and one or more characteristics of the one or more first vanes 2304 and/or second vanes 2306 may be varied to create one or more biased passages. One or more features of the one or more first and/or second vanes 2304, 2306 may include one having biased passages configured to resolve asymmetric pressure fields, e.g., the asymmetric pressure fields shown in FIGS. 1-5. It can be changed to create more asymmetrical sections. One or more characteristics may include any of the characteristics described herein, such as vane height, stagger angle, pitch, vane shape, vane leading and trailing edge location, and chord length. For example, the secondary vanes 2306 can be of any type, including an airfoil type, and do not all need to be centrally located within the passageways 2302; At least one may be repositioned or resized to create a bias passage including a partial height design.

도 24는 디퓨저(2400)가 복수 개의 제1 베인들(2402) 및 제1 베인들(2402)과 다른 특성, 여기에서 웨지 각을 구비하는 하나의 제2 베인(2404)을 포함하는 점을 제외하고, 종래 기술의 디퓨저(2100)(도 21)와 동일한 예시적인 채널 디퓨저(2400)를 도시한다. 도시된 예시에서, 디퓨저(2400)는 제1 베인(2402) 주기적 위치 또는 제1 베인(2402)이 종래 기술의 배열 내에 위치된 곳 내에 위치된 단일의 제2 베인(2404)을 포함한다. 제2 베인(2404)은 제1 베인(2402) 웨지 각(W1)보다 작은 웨지 각(W2)을 구비한다. 제2 베인(2404)의 더 작은 웨지 각(W2)은 두 개의 바이어스된 통로들(2406)을 생기게 한다. 디퓨저(2400)는 두 개의 바이어스된 통로들(2406)을 포함하는 비주기적 섹션(2412) 및 관련된 통로들(2410) 및 제1 베인들(2402)의 주기적 섹션(2408)을 포함한다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 추가적인 제1 베인들(2402)은 제1 베인들(2402)과 다른 하나 이상의 특성들을 구비할 수 있는 제2 베인들(2404)로 교체되어, 하나 이상의 추가적인 바이어스된 통로들을 생성한다.24 shows that the diffuser 2400 includes a plurality of first vanes 2402 and a second vane 2404 with characteristics different from the first vanes 2402, wherein the diffuser 2400 has a wedge angle. and shows an exemplary channel diffuser 2400 that is identical to the prior art diffuser 2100 (FIG. 21). In the illustrated example, the diffuser 2400 includes a single second vane 2404 positioned within the periodic position of the first vane 2402 or where the first vane 2402 was positioned in the prior art arrangement. The second vane 2404 has a wedge angle W2 that is smaller than the wedge angle W1 of the first vane 2402. The smaller wedge angle W2 of the second vane 2404 creates two biased passages 2406. The diffuser 2400 includes an aperiodic section 2412 comprising two biased passages 2406 and a periodic section 2408 of associated passages 2410 and first vanes 2402. In other examples, one or more additional first vanes 2402 are replaced with second vanes 2404, which may have one or more characteristics different from the first vanes 2402, thereby creating one or more additional biased passages. create them.

도 25는 디퓨저(2400)(도 24)와 유사한 예시적인 채널 디퓨저(2500)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스(reference numeral suffix)를 구비한다. 디퓨저(2500)는 복수 개의 제1 베인들(2502) 및 제1 베인들(2502)과 다른 특성, 여기에서 웨지 각을 구비하는 하나의 제2 베인(2504)을 포함한다. 디퓨저(2400)와 달리, 제2 베인(2504)은 제1 베인들(2502)보다 더 큰 웨지 각을 구비한다. 도시된 예시에서, 디퓨저(2500)는 제1 베인(2502) 주기적 위치 또는 제1 베인(2502)이 종래 기술의 배열 내에 위치된 곳 내에 위치된 단일의 제2 베인(2504)을 포함한다. 제2 베인(2504)은 제1 베인(2502) 웨지 각(W1)보다 더 큰 웨지 각(W2)을 구비한다. 제2 베인(2504)의 더 큰 웨지 각(W2)은 통로들(2510)보다 더 작은 단면 영역을 구비하는 두 개의 바이어스된 통로들(2506)을 생기게 한다. 디퓨저(2500)는 두 개의 바이어스된 통로들(2406)을 포함하는 비주기적 섹션(2412) 및 관련된 통로들(2410) 및 제1 베인들(2502)의 주기적 섹션(2508)을 포함한다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 추가적인 제1 베인들(2502)은 제1 베인들(2502)과 다른 하나 이상의 특성들을 구비할 수 있는 제2 베인들(2504)로 교체되어, 하나 이상의 추가적인 바이어스된 통로들을 생성한다.FIG. 25 shows an example channel diffuser 2500 similar to diffuser 2400 ( FIG. 24 ), with equivalent components having identical names and identical reference numeral suffixes. The diffuser 2500 includes a plurality of first vanes 2502 and one second vane 2504 having a different characteristic than the first vanes 2502, here a wedge angle. Unlike the diffuser 2400, the second vane 2504 has a larger wedge angle than the first vanes 2502. In the illustrated example, the diffuser 2500 includes a single second vane 2504 positioned within the periodic position of the first vane 2502 or where the first vane 2502 is positioned in the prior art arrangement. The second vane 2504 has a wedge angle W2 that is larger than the wedge angle W1 of the first vane 2502. The larger wedge angle W2 of the second vane 2504 results in two biased passages 2506 having a smaller cross-sectional area than the passages 2510. The diffuser 2500 includes an aperiodic section 2412 comprising two biased passages 2406 and a periodic section 2508 of associated passages 2410 and first vanes 2502. In other examples, one or more additional first vanes 2502 are replaced with second vanes 2504, which may have one or more characteristics different from the first vanes 2502, thereby creating one or more additional biased passages. create them.

도 26은 디퓨저들(2400(도 24) 및 2500(도 25))과 유사한 예시적인 채널 디퓨저(2600)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스(reference numeral suffix)를 구비한다. 디퓨저(2600)는 복수 개의 제1 베인들(2602) 및 제1 베인들(2602)과 다른 특성, 여기에서 코드 길이를 구비하는 하나의 제2 베인(2604)을 포함한다. 도시된 예시에서, 디퓨저(2600)는 제1 베인(2602) 주기적 위치 또는 제1 베인(2602)이 종래 기술의 배열 내에 위치된 곳 내에 위치된 단일의 제2 베인(2604)을 포함한다. 제2 베인(2604)의 더 긴 길이는 통로들(2610)과 다른 유동방향 단면 영역 분포를 구하는 두 개의 바이어스된 통로들(2606)을 생기게 하고, 디퓨저 토출구에서 손실을 감소시키도록 디퓨저 토출구에서 추가적인 유동 가이드(flow guide)로 작용하는 제2 베인(2604)의 트레일링 엣지를 생기게 한다. 디퓨저(2600)는 두 개의 바이어스된 통로들(2606)을 포함하는 비주기적 섹션(2612) 및 관련된 통로들(2610) 및 제1 베인들(2602)의 주기적 섹션(2608)을 포함한다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 추가적인 제1 베인들(2602)은 제1 베인들(2602)과 다른 하나 이상의 특성들을 구비할 수 있는 제2 베인들(2604)로 교체되어, 하나 이상의 추가적인 바이어스된 통로들을 생성한다.26 illustrates an example channel diffuser 2600 similar to diffusers 2400 (FIG. 24) and 2500 (FIG. 25), with equivalent components having the same name and the same reference numeral suffix. Equipped with The diffuser 2600 includes a plurality of first vanes 2602 and one second vane 2604 having a different characteristic than the first vanes 2602, here, a chord length. In the illustrated example, the diffuser 2600 includes a single second vane 2604 positioned within the periodic position of the first vane 2602 or where the first vane 2602 was positioned in the prior art arrangement. The longer length of the second vane 2604 creates two biased passages 2606 that achieve a different flow direction cross-sectional area distribution than the passages 2610, and provides additional passages 2606 at the diffuser outlet to reduce losses at the diffuser outlet. This creates a trailing edge of the second vane 2604, which acts as a flow guide. Diffuser 2600 includes an aperiodic section 2612 comprising two biased passages 2606 and a periodic section 2608 of associated passages 2610 and first vanes 2602. In other examples, one or more additional first vanes 2602 are replaced with second vanes 2604, which may have one or more characteristics different from the first vanes 2602, thereby creating one or more additional biased passages. create them.

도 27은 디퓨저들(2400(도 24), 2500(도 25) 및 2600(도 26))과 유사한 예시적인 채널 디퓨저(2700)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스(reference numeral suffix)를 구비한다. 디퓨저(2700)는 복수 개의 제1 베인들(2702) 및 제1 베인들(2702)과 다른 특성, 여기에서 베인 엇갈림 각을 구비하여, 교대하는 통로 디버전스 각들을 생기게 하는 하나의 제2 베인(2604)을 포함한다. 도시된 예시에서, 디퓨저(2700)는 대략적으로 제1 베인(2702)이 종래 기술의 배열 내에 위치된 곳 내에 위치된 단일의 제2 베인(2704)을 포함한다. 파선들에 의해 가리켜진 바와 같이, 제2 베인(2704)의 엇갈림 각은 제1 베인들(2702)의 엇갈림 각에 대해서 +/- 방향으로 변화하여, 통로들(2710)과 다른 유동방향 단면 영역 분포를 구비하는 두 개의 바이어스된 통로들(2706)을 생기게 한다. 디퓨저(2700)는 두 개의 바이어스된 통로들(2706)을 포함하는 비주기적 섹션(2712) 및 관련된 통로들(2710) 및 제1 베인들(2702)의 주기적 섹션(2708)을 포함한다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 추가적인 제1 베인들(2702)은 제1 베인들(2702)과 다른 하나 이상의 특성들을 구비할 수 있는 제2 베인들(2704)로 교체되어, 하나 이상의 추가적인 바이어스된 통로들을 생성한다.27 illustrates an example channel diffuser 2700 similar to diffusers 2400 (FIG. 24), 2500 (FIG. 25), and 2600 (FIG. 26), with equivalent components having the same designation and the same reference number suffix. (reference numeral suffix) is provided. The diffuser 2700 has a plurality of first vanes 2702 and one second vane 2604 having a different characteristic than the first vanes 2702, wherein the vane divergence angle produces alternating passage divergence angles. ) includes. In the example shown, diffuser 2700 includes a single second vane 2704 positioned approximately within where first vane 2702 was positioned in the prior art arrangement. As indicated by the dashed lines, the offset angle of the second vane 2704 varies in the +/- direction with respect to the offset angle of the first vanes 2702, resulting in a different flow direction cross-sectional area than the passages 2710. This results in two biased passages 2706 with a distribution. The diffuser 2700 includes an aperiodic section 2712 comprising two biased passages 2706 and a periodic section 2708 of associated passages 2710 and first vanes 2702. In other examples, one or more additional first vanes 2702 are replaced with second vanes 2704, which may have one or more characteristics different from the first vanes 2702, thereby creating one or more additional biased passages. create them.

도 28은 디퓨저들(2400(도 24), 2500(도 25), 2600(도 26) 및 2700(도 27))과 유사한 예시적인 채널 디퓨저(2800)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스(reference numeral suffix)를 구비한다. 디퓨저(2800)는 복수 개의 제1 베인들(2802) 및 제1 베인들(2802)과 다른 특성, 여기에서 베인 피치를 구비하여, 베인 원주방향 위치 및 간격을 변경하는 하나의 제2 베인(2804)을 포함한다. 도시된 예시에서, 디퓨저(2800)는 제1 베인(2802) 중 하나의 위치 내에 단일의 제2 베인(2804)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제2 베인(2804)의 피치는 제1 베인들(2802)의 피치와 달라서, 통로들(2810)과 다른 유동방향 단면 영역 분포들을 구비하는 두 개의 바이어스된 통로들(2806a, 2806b)을 생기게 한다. 디퓨저(2800)는 두 개의 바이어스된 통로들(2806a, 2806b)을 포함하는 비주기적 섹션(2812) 및 관련된 통로들(2810) 및 제1 베인들(2802)의 주기적 섹션(2808)을 포함한다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 추가적인 제1 베인들(2802)은 제1 베인들(2802)과 다른 하나 이상의 특성들을 구비할 수 있는 제2 베인들(2804)로 교체되어, 하나 이상의 추가적인 바이어스된 통로들을 생성한다.28 shows an exemplary channel diffuser 2800 similar to diffusers 2400 (FIG. 24), 2500 (FIG. 25), 2600 (FIG. 26), and 2700 (FIG. 27), with equivalent components having the same designation. and the same reference numeral suffix. The diffuser 2800 has a plurality of first vanes 2802 and a second vane 2804 that has a characteristic different from the first vanes 2802, wherein the vane pitch changes the vane circumferential position and spacing. ) includes. In the example shown, diffuser 2800 includes a single second vane 2804 within one of the first vanes 2802. As shown, the pitch of the second vane 2804 is different from the pitch of the first vanes 2802, so that there are two biased passages 2806a, which have different flow direction cross-sectional area distributions than the passages 2810. 2806b). Diffuser 2800 includes an aperiodic section 2812 comprising two biased passages 2806a, 2806b and a periodic section 2808 of associated passages 2810 and first vanes 2802. In other examples, one or more additional first vanes 2802 are replaced with second vanes 2804, which may have one or more characteristics different from the first vanes 2802, thereby creating one or more additional biased passages. create them.

도 29는 디퓨저들(2500(도 25) 및 2600(도 26)의 특성들을 조합하는 예시적인 디퓨저(2900)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 디퓨저(2900)는 복수 개의 제1 베인들(2902) 및 제1 베인들(2902)과 다른 특성을 각각 구비하는 두 개의 제2 베인들(2904a, 2904b)을 포함한다. 제2 베인(2904a)은 제1 베인들(2902)보다 더 긴 코드 길이를 구비하고 제2 베인(2904b)은 제1 베인들(2902)의 웨지 각(W1)보다 더 큰 웨지 각(W2)을 구비하여, 통로들(2910)과 다른 유동방향 단면 영역을 구비하는 바이어스된 통로들(2906a 및 2906b)을 생기게 한다. 디퓨저(2900)는 개별적으로 바이어스된 통로들(2906a, 2906b)을 포함하는 비주기적 섹션(2912a, 2912b) 및 관련된 통로들(2910) 및 제1 베인들(2902)의 주기적 섹션(2908a, 2908b)을 포함한다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 추가적인 제1 베인들(2902)은 제1 베인들(2902)과 다른 하나 이상의 특성들을 구비할 수 있는 제2 베인들(2904)로 교체되어, 하나 이상의 추가적인 바이어스된 통로들을 생성한다.29 shows an example diffuser 2900 that combines the characteristics of diffusers 2500 (FIG. 25) and 2600 (FIG. 26). As shown, diffuser 2900 has a plurality of first vanes 2902. ) and two second vanes 2904a, 2904b, each having different characteristics than the first vanes 2902. The second vane 2904a has a longer chord length than the first vanes 2902. and the second vane 2904b has a wedge angle W2 greater than the wedge angle W1 of the first vanes 2902, and has a bias cross-sectional area in the flow direction different from the passages 2910. The diffuser 2900 has aperiodic sections 2912a, 2912b including individually biased passages 2906a, 2906b and associated passages 2910 and a first vane. and periodic sections 2908a, 2908b of blades 2902. In other examples, one or more additional first vanes 2902 may have one or more characteristics different from the first vanes 2902. Replaced by 2 vanes 2904, creating one or more additional biased passages.

도 30은 복수 개의 제1 베인들(3002)(하나만 라벨링됨) 및 복수 개의 제2 베인들(3004)(하나만 라벨링됨)을 구비하고, 제2 베인들은 각각 제1 베인들(3002)과 다른 특성, 여기에서 코드 길이를 각각 구비하는, 예시적인 채널 디퓨저(3000)를 도시한다. 디퓨저(3000)는 동일한 개수의 제1 베인들(3002) 및 제2 베인들(3004) 및 완전히 주기적인 배열의 통로들(fully periodic arrangement of passages; 3006a, 3006b)을 구비한다. 여기에 개시된 채널 디퓨저들과 같이, 제1 베인들(3002) 및 제2 베인들(3004)은 모두 전체 높이로 되거나, 그 중 하나 또는 둘 다는 부분 높이로 될 수 있다. 도 31은 디퓨저(3000)와 유사하고, 복수 개의 제1 베인들(3102)(하나만 라벨링됨) 및 복수 개의 제2 베인들(3104)(하나만 라벨링됨)을 포함하고, 제2 베인들은 각각 제1 베인들(3102)과 다른 특성, 여기에서 코드 길이 및 유동방향 위치를 구비한다. 각각의 제2 베인들(3104)은 제1 베인들(3102)과 다른 유동방향 위치를 구비하고, 리딩 엣지(3112)의 위치는 다른 방사상 거리, 여기에서, 디퓨저 중심선으로부터 제1 베인 리딩 엣지들(3116)의 방사상 거리보다 디퓨저 중심선(3114)으로부터 더 큰 거리에 있다. 예를 들어, 각각의 제2 베인들(3104)은 주기적인 제1 베인 위치에 비해 유동방향으로 뒤로 미끄러진다. 하나 이상의 제1 및/또는 제2 베인들(3002, 3102, 3004, 3104)의 하나 이상의 특성들은 비대칭 압력 장들, 예를 들어 도 1-5에 도시된 비대칭 압력 장들을 해결하기 위해 구성된 바이어스된 통로들을 구비하는 하나 이상의 비주기적 섹션들을 생성하도록 변화될 수 있다. 하나 이상의 특성들은, 예를 들어, 베인 높이, 엇갈림 각, 피치, 베인 형상, 베인 리딩 및 트레일링 엣지 위치 및 코드 길이 등과 같이 여기에서 설명된 임의의 특성들을 포함할 수 있다.30 has a plurality of first vanes 3002 (only one labeled) and a plurality of second vanes 3004 (only one labeled), each of the second vanes being different from the first vanes 3002. An exemplary channel diffuser 3000 is shown, each having characteristics, herein code length. The diffuser 3000 has equal numbers of first vanes 3002 and second vanes 3004 and a fully periodic arrangement of passages 3006a, 3006b. As with the channel diffusers disclosed herein, the first vanes 3002 and second vanes 3004 may both be full height, or one or both may be partial height. 31 is similar to a diffuser 3000 and includes a plurality of first vanes 3102 (only one labeled) and a plurality of second vanes 3104 (only one labeled), where the second vanes each have a first vane 3102 (only one labeled). 1 vanes 3102 and have different characteristics, here the chord length and flow direction position. Each of the second vanes 3104 has a different flow direction position than the first vanes 3102, and the position of the leading edge 3112 is a different radial distance, where the first vane leading edges from the diffuser centerline. It is at a greater distance from the diffuser centerline 3114 than the radial distance of 3116. For example, each second vane 3104 slides backwards in the flow direction relative to the periodic first vane position. One or more characteristics of the one or more first and/or second vanes 3002, 3102, 3004, 3104 may be configured to resolve asymmetric pressure fields, e.g., a biased passageway configured to resolve asymmetric pressure fields as shown in FIGS. 1-5. may be modified to create one or more aperiodic sections comprising: One or more characteristics may include any of the characteristics described herein, such as vane height, stagger angle, pitch, vane shape, vane leading and trailing edge positions, chord length, etc.

도 32는 디퓨저(3000)(도 30)와 실질적으로 동일한 디퓨저(3200)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스를 구비한다. 디퓨저(3000)와 달리, 제1 및 제2 베인들(3002, 3004)의 웨지 각, 베인 엇갈림 각, 및 채널 디버전스 각이 동일한 경우, 인접한 통로들(3206)의 관련된 채널 디버전스 각들 및 제1 베인(3202)의 엇갈림 각이 제2 베인들(3204)의 엇갈림 각으로부터 어느 한 방향으로 변화될 수 있다. 일부 예시들에서, 모든 보다 적은(less than all) 제1 베인들(3202)의 엇갈림 각은 제1 베인들 중 다른 것들과 다르게 되어, 비주기적인 배열 및 하나 이상의 바이어스된 통로들(3206)을 생기게 한다. 도 33은 제1 베인들(3302)의 엇갈림 각이 변화하는 대신에, 하나 이상의 제2 베인들(3304)의 엇갈림 각 및 인접한 통로들(3306)의 관련된 채널 디버전스 각들이 변화되는 점을 제외하고, 실질적으로 디퓨저(3200)와 동일한 디퓨저(3300)를 도시한다. 일부 예시들에서, 모든 보다 적은(less than all) 제1 베인들(3302)의 엇갈림 각이 변화되어, 디퓨저(3300)에서 하나 이상의 바이어스된 통로들을 구비하는 하나 이상의 비주기적 섹션들을 구비하게 한다. 다른 예시들에서, 도 22-23에 도시된 하나 이상의 베인 특성 변화들(vane characteristic variations)은 임의의 조합으로 조합될 수 있다.FIG. 32 shows a diffuser 3200 that is substantially identical to diffuser 3000 ( FIG. 30 ), with equivalent components having the same names and the same reference number suffixes. Unlike the diffuser 3000, where the wedge angle, vane stagger angle, and channel divergence angle of the first and second vanes 3002 and 3004 are the same, the associated channel divergence angles of the adjacent passages 3206 and the first vane The crossing angle of 3202 can be changed from the crossing angle of the second vanes 3204 in either direction. In some examples, the angle of deviation of less than all first vanes 3202 is different from the others of the first vanes, resulting in an aperiodic arrangement and one or more biased passages 3206. It creates. 33 except that instead of varying the divergence angle of the first vanes 3302, the divergence angle of one or more second vanes 3304 and the associated channel divergence angles of adjacent passages 3306 are varied. , shows a diffuser 3300 that is substantially the same as the diffuser 3200. In some examples, the angle of deviation of less than all first vanes 3302 is varied to provide diffuser 3300 with one or more aperiodic sections with one or more biased passages. In other examples, one or more vane characteristic variations shown in Figures 22-23 may be combined in any combination.

도 34는 임펠러(3402) 및 베인리스 디퓨저(vaneless diffuser; 3404)를 포함하는, 터보기계(3400)의 사시도이다. 디퓨저(3404)는 쉬라우드(3406) 및 허브(3407) 사이에서 연장한다. 쉬라우드(3406)는 임펠러 유입구(3408)로부터, 임펠러 토출구/디퓨저 유입구(3410)를 가로질러, 디퓨저 토출구(3412)로 연장한다. 도 35 및 36은 쉬라우드(3406) 및 허브(3407)의 추가적인 도면들이다. 도 35 및 36에 도시된 바와 같이, 예시적인 쉬라우드(3406)는 디퓨저 유입구 및 인접한 임펠러(3402)의 상류 위치로부터, 디퓨저 유입구의 하류 위치, 이 예시에서 디퓨저 토출구(3412)(도 34)로 유동방향으로 연장하는 복수 개의 유동방향 그루브들(3502)(하나만 라벨링됨)을 포함한다. 유동방향 그루브들(3502)은 쉬라우드(3406)의 표면 내에 위치되고, 둥근 엣지들(3504)을 구비하여, 쉬라우드 벽에 주기적인 파형에 근접한 원주방향 프로파일을 제공한다. 예시적은 그루브들(3502)은 바람직한 각도에서 디퓨저(3404) 안으로 임펠러(3402) 내 유체 유동의 일부를 안내하도록 설계 및 구성되어, 터보기계(3400)의 성능을 증가시킨다. 도 37-39는 터보기계(3400)와 실질적으로 동일한 터보기계(3700)를 도시하고, 균등한 구성요소들은 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호 서픽스(reference numeral suffix)를 구비한다. 터보기계(3400)와 달리, 터보기계(3700)는 유동방향 그루브들(3502)(도 35)보다 더 가까이 이격 배치된 유동방향 그루브들(3802)을 구비하고, 인접한 그루브들(3802)의 엣지들(3804)이 실질적으로 그루브들의 리딩 엣지 영역에 접촉한다.34 is a perspective view of a turbomachine 3400, including an impeller 3402 and a vaneless diffuser 3404. Diffuser 3404 extends between shroud 3406 and hub 3407. Shroud 3406 extends from impeller inlet 3408, across impeller outlet/diffuser inlet 3410, and to diffuser outlet 3412. 35 and 36 are additional views of shroud 3406 and hub 3407. 35 and 36, the exemplary shroud 3406 extends from a location upstream of the diffuser inlet and adjacent impeller 3402 to a location downstream of the diffuser inlet, in this example the diffuser outlet 3412 (FIG. 34). It includes a plurality of flow direction grooves 3502 (only one labeled) extending in the flow direction. Flow direction grooves 3502 are located within the surface of shroud 3406 and have rounded edges 3504, providing the shroud wall with a circumferential profile that approximates a periodic wave shape. Exemplary grooves 3502 are designed and configured to direct a portion of the fluid flow in impeller 3402 into diffuser 3404 at a desired angle, thereby increasing the performance of turbomachine 3400. 37-39 show a turbomachine 3700 that is substantially identical to turbomachine 3400, with equivalent components having the same names and the same reference numeral suffixes. Unlike turbomachine 3400, turbomachine 3700 has flow direction grooves 3802 spaced closer together than flow direction grooves 3502 (FIG. 35), and the edges of adjacent grooves 3802 Fields 3804 substantially contact the leading edge area of the grooves.

도 40-42는 터보기계(3400)(도 34-36)와 동일한 임펠러(3402) 및 쉬라우드(3406)를 구비하나, 도 42에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 유동방향으로 연장하는, 이 예시에서 디퓨저 유입구(4204)로부터 디퓨저 토출구(4206)로 연장하는, 유동방향 그루브들을 구비하는, 대안적인 허브(4002)를 구비하는 예시적인 터보기계(4000)를 도시한다. 도시된 예시에서, 디퓨저(4004)는 쉬라우드(3406) 내 그루브들(3502)과 동일한 개수의 그루브들(4202)을 구비하고, 유사하게 둥근 엣지들(4208)을 갖는 그루브들을 구비한다. 그루브들(4202)은 그루브들(3502)과 함께 원주방향으로 정렬된다. 그루브들(3502)과 같이, 허브-측 그루브들(4202)은 디퓨저(4004)의 성능을 개선하기 위해서 바람직한 방향으로 작동 유체의 일부를 안내하도록 설계 및 구성될 수 있다. 도 43 및 44는 도 40-42로부터 교대하는 구성을 도시하고, 이때 허브-측 그루브들(4202)의 원주방향 위치는 쉬라우드-측 그루브들(3502)에 대해서 클록된다(clocked). 이 예시에서, 각각의 허브-측 그루브들(4202)은 인접한 쉬라우드-측 그루브들(3502) 사이의 중앙점에 정렬된다. 다른 예시들에서, 임의의 다른 원주방향 위치 결정(positioning)이 사용될 수 있다.40-42 shows this example with the same impeller 3402 and shroud 3406 as turbomachine 3400 (FIGS. 34-36), but extending in the direction of flow, as best seen in FIG. 42. shows an exemplary turbomachine 4000 with an alternative hub 4002 having flow direction grooves extending from the diffuser inlet 4204 to the diffuser outlet 4206. In the example shown, diffuser 4004 has the same number of grooves 4202 as grooves 3502 in shroud 3406, and has grooves with similarly rounded edges 4208. Grooves 4202 are circumferentially aligned with grooves 3502. Like grooves 3502, hub-side grooves 4202 can be designed and configured to guide a portion of the working fluid in a desired direction to improve the performance of diffuser 4004. Figures 43 and 44 show an alternating configuration from Figures 40-42, where the circumferential position of the hub-side grooves 4202 is clocked relative to the shroud-side grooves 3502. In this example, each hub-side groove 4202 is aligned to the midpoint between adjacent shroud-side grooves 3502. In other examples, any other circumferential positioning may be used.

도 45 및 46은 각각 개별적으로 유동방향 그루브들(4506 및 4508)을 구비하는 예시적인 쉬라우드(4502) 및 허브(4504)를 도시한다. 도 40-44에서 도시된 실시예들과 달리, 쉬라우드(4502) 및 허브(4504)는 또한, 그루브들(4506, 4508)보다 더 큰 단면 영역을 구비하는 확대된 유동방향 그루브들의 형태로 된, 바이어스된 통로들(4510, 4512)을 포함한다. 바이어스된 통로들은, 원주방향 균일성을 위해서 원주방향 압력 분포를 바이어스하도록, 및/또는 여기에 설명된 다른 성능 향상을 제공하도록 위치, 구성 및 치수화될 수 있다. 다른 예시들에서, 쉬라우드(4502) 및 허브(4504) 중 하나 또는 둘 다는 추가적인 바이어스된 유동방향 그루브들을 구비하거나, 하나 이상의 바이어스된 유동방향 그루브들은 쉬라우드 또는 허브 내에만 위치될 수 있다. 도 45 및 46에 도시된 예시들은 도시된 예시에서, 하나의 바이어스된 통로를 구비하는, 비주기적 부분 및 유동방향 그루브들의 형태로 된 통로들의 주기적 부분을 포함한다.Figures 45 and 46 show an example shroud 4502 and hub 4504 with flow direction grooves 4506 and 4508, respectively. Unlike the embodiments shown in FIGS. 40-44, shroud 4502 and hub 4504 are also provided in the form of enlarged flow direction grooves having a larger cross-sectional area than grooves 4506 and 4508. , including biased passages 4510 and 4512. The biased passages can be positioned, configured, and dimensioned to bias the circumferential pressure distribution toward circumferential uniformity and/or to provide other performance enhancements described herein. In other examples, one or both of shroud 4502 and hub 4504 may have additional biased flow direction grooves, or one or more biased flow direction grooves may be located only within the shroud or hub. The examples shown in Figures 45 and 46 include an aperiodic part, with one biased passage, in the example shown, and a periodic part of the passages in the form of flow direction grooves.

도 47은 통로들(4704) 사이에 배치된 바이어스된 디퓨저 통로(4702)의 단면도이다. 바이어스된 통로(4702)는 쉬라우드(4712) 내에 위치된 리세스(4710) 및 쉬라우드(4708) 내에 위치된 리세스들(4706)로부터 증가된 통로 높이(H1)를 구비한다. 리세스들(4706 및 4710)은 그루브들(3502)(도 35), (4202)(도 42)과 유사한 형상 및 위치로 되거나, 다른 구성, 예를 들어 다른 리딩 및/또는 트레일링 엣지 위치, 폭, 유동방향 길이 등을 구비할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 리세스들(4706 및 4710)은 디퓨저 유입구에 위치된 리딩 엣지를 구비할 수 있다. 도 47에 도시된 예시에서, 오직 하나의 리세스(4706, 4710)가 허브 및 쉬라우드(4708, 4712) 내에 위치되어, 디퓨저(4700) 내 다른 통로들보다 더 큰 단면 영역을 구비하는 바이어스된 통로를 갖는 비주기적 부분을 생성한다. 다른 예시들에서 복수 개의 디퓨저 통로들은 허브 및/또는 쉬라우드 내 위치된 하나 이상의 리세스들로부터 증가된 높이를 구비할 수 있다.Figure 47 is a cross-sectional view of a biased diffuser passageway 4702 disposed between passages 4704. Biased passage 4702 has an increased passage height H1 from recesses 4710 located within shroud 4712 and recesses 4706 located within shroud 4708. Recesses 4706 and 4710 may be of similar shape and location as grooves 3502 (FIG. 35), 4202 (FIG. 42), or may have other configurations, such as different leading and/or trailing edge locations; It can be provided with width, flow direction length, etc. For example, in some embodiments, recesses 4706 and 4710 may have a leading edge located at the diffuser inlet. In the example shown in FIG. 47 , only one recess 4706, 4710 is located within the hub and shrouds 4708, 4712, creating a biased recess having a larger cross-sectional area than the other passages in the diffuser 4700. Create an aperiodic part with a passage. In other examples the plurality of diffuser passages may have increased height from one or more recesses located within the hub and/or shroud.

도 48은 임펠러(4802) 및 베인리스 디퓨저(4804)를 포함하는, 터보기계(4800)의 사시도이다. 디퓨저(4804)는 쉬라우드(4806) 및 허브(4807) 사이에서 연장한다. 쉬라우드(4806)는 임펠러 유입구(4808)로부터, 임펠러 토출구/디퓨저 유입구(4810)를 가로질러, 디퓨저 토출구(4812)로 연장한다. 도 49는 쉬라우드(4806) 및 허브(4807)의 추가적인 도면이다. 도 48 및 49에 도시된 바와 같이, 예시적인 쉬라우드(4806) 및 허브(4807)는 유동방향으로 연장하는, 복수 개의 유동방향 채널들(4820, 4822)(각각 중 하나만 라벨링됨)을 각각 포함한다. 유동방향 그루브들(3502(도 35), 3802(도 38) 및 4202(도 42))뿐만 아니라 채널들(4820, 4822)은 모두 유동방향 길쭉한 리세스들이다. 채널들(4820 및 4822)은 리세스의 단면 형상에 의해서 그루브들(3502, 3802, 4202)과 다르고, 채널들은 실질적으로 정사각형 엣지(4902)(도 49)를 구비하고, 그루브들은 둥근 엣지(3504)(도 35)를 구비한다. 쉬라우드 표면 채널들(4820)은 디퓨저 유입구(4810) 및 인접한 임펠러(4802)의 상류 위치로부터, 디퓨저 유입구의 하류 위치로, 이 예시에서 디퓨저 토출구(4812)로 연장한다. 허브 표면 채널들(4822)은 허브(4807)의 전체 길이를 가로질러 디퓨저 유입구(4810)로부터 디퓨저 토출구(4812)로 연장한다. 유동방향 채널들(4820)은 쉬라우드(4806)의 표면 내에 위치되고 실질적으로 정사각형 엣지들(4902)을 구비하여, 쉬라우드 벽에 주기적인 정사각형 파형에 근접한 원주방향 프로파일을 제공한다. 유사하게, 유동방향 채널들(4822)은 허브(4807)의 표면에 위치되고 실질적으로 정사각형 엣지들(4904)을 구비하여, 허브 벽에 주기적인 정사각형 파형에 근접한 원주방향 프로파일을 제공한다. 예시적인 채널들(4820 및 4822)은 바람직한 각도에서 디퓨저(4804) 안으로 임펠러(4802) 내 유체 유동의 일부를 안내하도록 설계 및 구성되어, 터보기계(4800)의 성능을 증가시킨다. 다른 실시예들에서, 채널들(4820, 4822) 중 하나 또는 둘 다의 특성들, 예를 들어 깊이, 폭, 및 채널들의 개수가 변화될 수 있다. 도 48 및 49에 도시된 예시에서, 채널들(4820 및 4822)은 원주방향으로 정렬되나, 다른 예시들에서는 허브 및 쉬라우드 채널들이 정렬되지 않도록 상대 위치들이 클록될 수 있다.48 is a perspective view of a turbomachine 4800, including an impeller 4802 and a vaneless diffuser 4804. Diffuser 4804 extends between shroud 4806 and hub 4807. Shroud 4806 extends from impeller inlet 4808, across impeller outlet/diffuser inlet 4810, and to diffuser outlet 4812. Figure 49 is a further illustration of shroud 4806 and hub 4807. 48 and 49, the exemplary shroud 4806 and hub 4807 each include a plurality of flow direction channels 4820 and 4822 (only one of each is labeled) extending in the direction of flow. do. Flow direction grooves 3502 (Figure 35), 3802 (Figure 38) and 4202 (Figure 42) as well as channels 4820, 4822 are all flow direction elongated recesses. Channels 4820 and 4822 differ from grooves 3502, 3802, 4202 by the cross-sectional shape of the recess, with the channels having substantially square edges 4902 (FIG. 49) and the grooves having rounded edges 3504. ) (Figure 35). Shroud surface channels 4820 extend from a location upstream of the diffuser inlet 4810 and adjacent impeller 4802 to a location downstream of the diffuser inlet, in this example to the diffuser outlet 4812. Hub surface channels 4822 extend across the entire length of hub 4807 from diffuser inlet 4810 to diffuser outlet 4812. Flow direction channels 4820 are located within the surface of shroud 4806 and have substantially square edges 4902, providing the shroud walls with a circumferential profile approximating a periodic square wave shape. Similarly, flow direction channels 4822 are located on the surface of hub 4807 and have substantially square edges 4904, providing the hub wall with a circumferential profile approximating a periodic square wave shape. Exemplary channels 4820 and 4822 are designed and configured to direct a portion of the fluid flow within impeller 4802 into diffuser 4804 at a desired angle, thereby increasing the performance of turbomachine 4800. In other embodiments, the characteristics of one or both channels 4820, 4822, such as depth, width, and number of channels, may be varied. In the example shown in Figures 48 and 49, channels 4820 and 4822 are circumferentially aligned, but in other examples the relative positions may be clocked such that the hub and shroud channels are not aligned.

도 50 및 51은 디퓨저(4804)(도 48)와 유사하고, 허브 유동방향 채널들(5006) 및 쉬라우드 유동방향 채널들(5008)을 구비하는 허브(5002) 및 쉬라우드(5004)를 포함하는 대안적인 디퓨저(5000)를 도시한다. 디퓨저(4804)와 달리, 각각의 채널들(5006 및 5008) 중 하나는 다른 채널들(5006, 5008)과 다른 특성을 구비하고, 여기에서 채널(5006a 및 5008a)은 각각 확대된 깊이를 구비하여, 바이어스된 통로를 생기게 한다. 다른 예시들에서, 단지 허브 채널들(5006) 또는 단지 쉬라우드 채널들(5008)의 특성은 바이어스된 통로를 생성하기 위해서 허브 및 쉬라우드 채널들 중 다른 것들로부터 변화될 수 있다. 일부 예시들에서, 단면 형상(예를 들어 그루브 대(versus) 채널), 폭, 길이, 리딩 엣지 위치 및 트레일링 위치) 같은 깊이 외의 특성들이 변화될 수 있다. 일부 예시들에서, 하나보다 많은 허브 및/또는 쉬라우드 채널들(5006, 5008)은 하나보다 많은 바이어스된 통로를 구비하는 더 큰 비주기적 섹션, 또는 하나보다 많은 비주기적 섹션을 생성하도록 변화될 수 있다. 또 다른 예시들에서, 본 발명에 따른 디퓨저들은 기계의 전체 원주 주위에 균등하게 이격 배치된 복수 개의 유동방향 리세스들 대신, 선택된 원주방향 위치들에 위치된 더 적은 개수의 유동방향 리세스들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 디퓨저들은 기계의 원주 주위에 선택된 위치들에 위치된 오직 하나, 두 개, 세 개 등의 유동방향 리세스들을 구비할 수 있다.50 and 51 are similar to diffuser 4804 (FIG. 48) and includes a hub 5002 and shroud 5004 with hub flow direction channels 5006 and shroud flow direction channels 5008. An alternative diffuser 5000 is shown. Unlike diffuser 4804, one of each of the channels 5006 and 5008 has different characteristics than the other channels 5006 and 5008, where channels 5006a and 5008a each have expanded depth, , creates a biased passage. In other examples, the characteristics of only the hub channels 5006 or only the shroud channels 5008 may be varied from one of the hub and shroud channels to create a biased passageway. In some examples, characteristics other than depth, such as cross-sectional shape (eg groove versus channel), width, length, leading edge location, and trailing location, may be varied. In some examples, more than one hub and/or shroud channels 5006, 5008 can be varied to create a larger aperiodic section with more than one biased passageway, or more than one aperiodic section. there is. In still other examples, diffusers according to the invention have fewer flow direction recesses located at selected circumferential locations, instead of a plurality of flow direction recesses evenly spaced around the entire circumference of the machine. can do. For example, diffusers according to the invention may have only one, two, three, etc. flow direction recesses located at selected locations around the circumference of the machine.

도 52 및 53은 쉬라우드(5202) 및 허브(5204)를 구비하는 예시적인 베인 디퓨저(5200)를 도시하고, 쉬라우드는, 임펠러 유입구(5206)로부터, 디퓨저 유입구(5208)를 가로질러 디퓨저 토출구(5210)로 연장한다. 쉬라우드(5202)는 디퓨저 유입구(5208)의 상류 및 하류 위치들로 연장하고 베인들(5218)의 리딩 엣지(5216)의 상부 레그들(upper legs; 5214)에 의해 분리되는 유동방향 채널들(5212)을 포함한다. 도시된 예시에서, 리딩 엣지들(5216)은 또한 여기에서 스왈로우테일 형상으로 언급되는, 스캘럽 형상을 구비한다. 도시된 예시에서, 허브(5204)는 유동방향 리세스들을 포함하지 않는다. 다른 예시들에서, 허브(5204)는 채널들 또는 그루브들 같은, 유동방향 리세스들을 포함한다.52 and 53 show an exemplary vane diffuser 5200 having a shroud 5202 and a hub 5204, the shroud extending from the impeller inlet 5206, across the diffuser inlet 5208, and the diffuser outlet. Extended to (5210). The shroud 5202 extends to locations upstream and downstream of the diffuser inlet 5208 and has flow direction channels separated by upper legs 5214 of the leading edge 5216 of the vanes 5218. 5212). In the illustrated example, leading edges 5216 have a scallop shape, also referred to herein as a swallowtail shape. In the example shown, hub 5204 does not include flow direction recesses. In other examples, hub 5204 includes flow direction recesses, such as channels or grooves.

도 52 및 53에 도시된 바와 같이, 바이어스된 채널(5212a)은 다른 채널들(5212)과 다른 특성, 여기에서 채널들(5212)(도 53에서 가장 잘 보임)의 깊이보다 더 큰 깊이 및 채널들(5212)(도 52에서 가장 잘 보임)의 리딩 엣지 위치(5222)보다 더 멀리 상류에 있는 리딩 엣지 위치(5220)를 구비한다. 바이어스된 채널(5212a)은 디퓨저(5200)의 비주기적 섹션 내 바이어스된 통로를 생성한다.As shown in Figures 52 and 53, biased channel 5212a has different characteristics than the other channels 5212, including a greater depth than the depth of channels 5212 (best seen in Figure 53) and and has a leading edge location 5220 further upstream than the leading edge location 5222 of field 5212 (best visible in FIG. 52). Biased channel 5212a creates a biased passageway in the aperiodic section of diffuser 5200.

전술된 설명은 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 상세한 설명이다. 본 명세서 및 첨부된 청구항에서, "X, Y 및 Z 중 적어도 하나" 및 "X, Y 및 Z 중 하나 이상"이라는 구에서 사용되는 바와 같은 결합 언어(conjunctive language)는 구체적으로 언급되지 않는 한, 결합 리스트의 각 항목이 리스트의 다른 모든 항목을 제외한 임의의 수 또는 결합 리스트의 임의의 또는 모든 항목과 결합된 임의의 수에 존재할 수 있음을 의미하는 것으로 간주되어야 하며, 각각은 또한 임의의 수로 존재할 수 있다. 이 일반적인 규칙을 적용하면, 결합 리스트가 X, Y 및 Z를 포함하는 전술된 예시들에서의 결합 구들은 각각 다음을 포함해야 한다: 하나 이상의 X; 하나 이상의 Y; 하나 이상의 Z; 하나 이상의 X 및 하나 이상의 Y; Y 및 하나 이상의 Z 중 하나 이상; 하나 이상의 X 및 하나 이상의 Z; 및 하나 이상의 X, 하나 이상의 Y 및 하나 이상의 Z.The foregoing description is a detailed description of exemplary embodiments of the invention. In this specification and the appended claims, conjunctive language, as used in the phrases “at least one of This should be taken to mean that each item in the combined list can exist in any number excluding all other items in the list, or in any number combined with any or all items in the combined list, and each can also exist in any number. You can. Applying this general rule, the conjunctive phrases in the preceding examples where the conjunctive list contains X, Y and Z must each contain: one or more X; one or more Y; one or more Zs; one or more X and one or more Y; one or more of Y and one or more Z; one or more X and one or more Z; and one or more X, one or more Y, and one or more Z.

다양한 변경들 및 추가들이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 전술된 다양한 실시예의 각각의 특징은 관련된 새로운 실시 예에서 다수의 특징 조합을 제공하기 위해 적절하게 다른 설명된 실시예의 특징과 결합될 수 있다. 또한, 전술된 내용은 다수의 개별적인 실시예를 설명하고 있지만, 여기에 기술된 것은 본 발명의 원리의 응용을 설명하기 위한 것일 뿐이다. 또한, 여기에서 특정 방법이 특정 순서로 수행되는 것으로 예시 및/또는 설명될 수 있지만, 순서는 본 발명의 양태를 달성하기 위해 통상의 기술 내에서 매우 가변적이다. 따라서, 이 설명은 단지 예시로서 취해지며, 그와 달리 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.Various changes and additions may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Each feature of the various embodiments described above may be combined with features of other described embodiments as appropriate to provide multiple feature combinations in related new embodiments. Additionally, although the foregoing describes a number of individual embodiments, those described herein are intended only to illustrate the application of the principles of the invention. Additionally, although certain methods may be illustrated and/or described herein as being performed in a certain order, the order may vary widely within the ordinary skill in achieving aspects of the invention. Accordingly, this description is to be taken by way of example only and is not intended to limit the scope of the invention otherwise.

예시적인 실시예들이 위에 개시되고 첨부 도면들에 도시되어 있다. 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 구체적으로 개시된 것에 다양한 변경, 생략 및 추가가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.Exemplary embodiments are disclosed above and shown in the accompanying drawings. Those skilled in the art will understand that various changes, omissions, and additions may be made to what is specifically disclosed herein without departing from the spirit and scope of the invention.

1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3200, 3300, 3404, 4004, 4700, 4804, 5000, 5200, 602, 800, 900: 디퓨저
2210, 2310, 3410, 4204, 4810, 5208, 808: 디퓨저 유입구
1002, 1102, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2204, 2304, 2402, 2502, 2602, 2702, 2802, 2902, 3002, 3102, 3202, 3302, 812, 902: 제1 베인
1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604A, 1604B, 2206, 2306, 2404, 2504, 2604, 2704, 2804, 2904A, 2904B, 814, 908: 제2 베인
1006, 1106, 1206, 1306, 1506A, 1606A, 1606B, 2406, 2506, 2606, 2706, 2806A, 2906A, 3206, 4510, 816: 바이어스된 통로
3400, 3700, 4000, 4800: 터보기계
1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3 200, 3300, 3404, 4004, 4700, 4804, 5000, 5200, 602, 800, 900: Diffuser
2210, 2310, 3410, 4204, 4810, 5208, 808: Diffuser inlet
1002, 1102, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2204, 2304, 2402, 2502, 2602, 2702, 2802, 2902, 3002, 3 102, 3202, 3302, 812, 902: 1st vane
1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604A, 1604B, 2206, 2306, 2404, 2504, 2604, 2704, 2804, 2904A, 2904B, 814, 908: 2nd vane
1006, 1106, 1206, 1306, 1506A, 1606A, 1606B, 2406, 2506, 2606, 2706, 2806A, 2906A, 3206, 4510, 816: Biased passageway
3400, 3700, 4000, 4800: Turbomachinery

Claims (45)

디퓨저에 있어서,
허브 및 쉬라우드로서, 상기 허브 및 쉬라우드는 스팬방향으로 이격되고 높이를 갖는 디퓨저 통로를 규정하는, 상기 허브 및 쉬라우드; 및
상기 디퓨저 통로에 위치된 일렬의 베인들로서, 상기 일렬의 베인들은 상기 허브에 부착된 복수 개의 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 쉬라우드에 부착된 복수 개의 제 2 부분 높이 베인들을 포함하는, 상기 일렬의 베인들;
을 포함하고,
상기 제 1 부분 높이 베인들의 각각은 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 인접한 제 2 부분 높이 베인들로부터 원주방향으로 오프셋되고,
상기 제 1 부분 높이 베인들의 높이는 상기 제 2 부분 높이 베인들의 높이와 상이하고,
상기 제 1 부분 높이 베인들의 각각은 제 1 높이를 갖고, 상기 제 2 부분 높이 베인들의 각각은 제 2 높이를 갖고, 상기 제 1 높이 및 상기 제 2 높이의 합은 통로 높이보다 크고, 상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들의 인접한 부분 높이 베인들은 상기 스팬방향으로 중첩되는 디퓨저.
In the diffuser,
a hub and shroud, the hub and shroud being spanwise spaced and defining a diffuser passageway having a height; and
A row of vanes positioned in the diffuser passageway, the row of vanes comprising a plurality of first partial height vanes attached to the hub and a plurality of second partial height vanes attached to the shroud. vanes;
Including,
each of the first partial height vanes is circumferentially offset from an adjacent second one of the second partial height vanes,
The height of the first partial height vanes is different from the height of the second partial height vanes,
Each of the first partial height vanes has a first height, each of the second partial height vanes has a second height, the sum of the first height and the second height is greater than the passage height, and the first A diffuser wherein partial height vanes and adjacent partial height vanes of the second partial height vanes overlap in the span direction.
디퓨저에 있어서,
허브 및 쉬라우드로서, 상기 허브 및 쉬라우드는 스팬방향으로 이격되고 높이를 갖는 디퓨저 통로를 규정하는, 상기 허브 및 쉬라우드; 및
상기 디퓨저 통로에 위치된 일렬의 베인들로서, 상기 일렬의 베인들은 상기 허브에 부착된 복수 개의 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 쉬라우드에 부착된 복수 개의 제 2 부분 높이 베인들을 포함하는, 상기 일렬의 베인들;
을 포함하고,
상기 제 1 부분 높이 베인들의 각각은 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 인접한 제 2 부분 높이 베인들로부터 원주방향으로 오프셋되고,
상기 제 1 부분 높이 베인들의 높이는 상기 제 2 부분 높이 베인들의 높이와 상이하고,
상기 일렬의 베인들은 적어도 하나의 전체 높이 베인을 포함하는 디퓨저.
In the diffuser,
a hub and shroud, the hub and shroud being spanwise spaced and defining a diffuser passageway having a height; and
A row of vanes positioned in the diffuser passageway, the row of vanes comprising a plurality of first partial height vanes attached to the hub and a plurality of second partial height vanes attached to the shroud. vanes;
Including,
each of the first partial height vanes is circumferentially offset from an adjacent second one of the second partial height vanes,
The height of the first partial height vanes is different from the height of the second partial height vanes,
A diffuser wherein the row of vanes includes at least one full height vane.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들의 각각은 리딩 에지를 갖고, 상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들의 리딩 에지들은 유동방향으로 정렬되는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein each of the first partial height vanes and the second partial height vanes has a leading edge, and the leading edges of the first partial height vanes and the second partial height vanes are aligned in a flow direction.
삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들의 각각은 제 1 높이를 갖고, 상기 제 2 부분 높이 베인들의 각각은 제 2 높이를 갖고, 상기 제 1 높이 및 상기 제 2 높이의 합은 통로 높이보다 크고, 상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 인접한 부분 높이 베인들은 상기 스팬방향으로 중첩되는 디퓨저.
According to claim 2,
Each of the first partial height vanes has a first height, each of the second partial height vanes has a second height, the sum of the first height and the second height is greater than the passage height, and the first A diffuser wherein partial height vanes and adjacent partial height vanes of the second partial height vanes overlap in the span direction.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 인접한 부분 높이 베인들 사이의 상기 스팬방향으로의 중첩은 상기 통로 높이의 10%와 동일하거나 그보다 큰 디퓨저.
According to claim 1,
A diffuser wherein the spanwise overlap between adjacent partial height vanes of the first partial height vanes and the second partial height vanes is equal to or greater than 10% of the passage height.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들의 각각은 제 1 높이를 갖고, 상기 제 2 부분 높이 베인들의 각각은 제 2 높이를 갖고, 상기 제 1 높이 및 상기 제 2 높이의 합은 통로 높이보다 작고, 상기 제 1 부분 높이 베인들 및 제2 부분 높이 베인들 사이에서 상기 스팬방향으로 연장하고 상기 디퓨저의 적어도 일부의 주위에서 원주방향으로 연장하는 베인리스 공간이 생기는 디퓨저.
According to claim 2,
Each of the first partial height vanes has a first height, each of the second partial height vanes has a second height, the sum of the first height and the second height is less than the passage height, and the first A diffuser having a vaneless space extending spanwise between the partial height vanes and the second partial height vanes and extending circumferentially around at least a portion of the diffuser.
제 7 항에 있어서,
상기 베인리스 공간은 상기 통로 높이의 5%와 동일하거나 그보다 큰 상기 스팬방향으로의 높이를 갖는 디퓨저.
According to claim 7,
A diffuser wherein the vaneless space has a height in the span direction equal to or greater than 5% of the passage height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 1 부분 높이 베인 또는 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 2 부분 높이 베인의 높이는 디퓨저 통로 높이의 50%보다 큰 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the height of the first partial height vane of at least one of the first partial height vanes or the second partial height vane of the at least one of the second partial height vanes is greater than 50% of the diffuser passage height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 디퓨저는 유입구를 포함하고, 상기 제 1 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 1 부분 높이 베인 또는 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 2 부분 높이 베인은 상기 유입구에 위치되고 디퓨저 통로 높이의 50%보다 큰 높이를 갖는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The diffuser includes an inlet, wherein a first partial height vane of at least one of the first partial height vanes or a second partial height vane of at least one of the second partial height vanes is located at the inlet and is positioned at the diffuser passage height. A diffuser with a height greater than 50% of
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 중 하나의 제 1 부분 높이 베인의 엇갈림 각도는 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 하나의 제 2 부분 높이 베인의 엇갈림 각도와 동일한 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The diffuser of claim 1, wherein the offset angle of the first partial height vane of one of the first partial height vanes is equal to the offset angle of the second partial height vane of one of the second partial height vanes.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 중 제 1 베인은 최상류의 베인이고 상기 허브에 부착된 모든 부분 높이 베인들의 높이와 동일하거나 그보다 큰 높이를 갖는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein a first of the first partial height vanes is the most upstream vane and has a height equal to or greater than the height of all partial height vanes attached to the hub.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들은 상기 허브에 부착된 유일한 부분 높이 베인들이고, 상기 제 1 부분 높이 베인들은 유동방향으로 정렬된 리딩 에지들을 갖는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The diffuser of claim 1, wherein the first partial height vanes are the only partial height vanes attached to the hub, and the first partial height vanes have leading edges aligned in the direction of flow.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들의 각각은 대응하는 부분 높이 베인으로부터 반대되는 허브 또는 쉬라우드로 연장하는 개방 공간을 규정하는 높이를 갖는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein each of the first partial height vanes and the second partial height vanes has a height defining an open space extending from a corresponding partial height vane to an opposing hub or shroud.
제 1 항에 있어서,
상기 일렬의 베인들은 적어도 하나의 전체 높이 베인을 포함하는 디퓨저.
According to claim 1,
A diffuser wherein the row of vanes includes at least one full height vane.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 1 부분 높이 베인 또는 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 2 부분 높이 베인의 높이는 상기 통로 높이의 5% 및 15% 사이인 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the height of the first partial height vane of at least one of the first partial height vanes or the second partial height vane of the at least one of the second partial height vanes is between 5% and 15% of the passage height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 1 부분 높이 베인 또는 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 2 부분 높이 베인의 높이는 상기 통로 높이의 5% 및 45% 사이인 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the height of the first partial height vane of at least one of the first partial height vanes or the second partial height vane of the at least one of the second partial height vanes is between 5% and 45% of the passage height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 1 부분 높이 베인 또는 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 2 부분 높이 베인의 높이는 상기 통로 높이의 5% 및 65% 사이인 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the height of the first partial height vane of at least one of the first partial height vanes or the second partial height vane of the at least one of the second partial height vanes is between 5% and 65% of the passage height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 1 부분 높이 베인 및 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 적어도 하나의 제 2 부분 높이 베인은 디퓨저 통로 높이의 50%보다 큰 높이를 갖는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the first partial height vane of at least one of the first partial height vanes and the second partial height vane of the at least one of the second partial height vanes have a height greater than 50% of the diffuser passage height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
모든 상기 제 1 부분 높이 베인들의 높이는 상기 통로 높이의 50%보다 큰 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the height of all said first partial height vanes is greater than 50% of said passage height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 일렬의 베인들은 복수 개의 통로들을 규정하고, 상기 복수 개의 통로들은, 상기 허브 및 상기 쉬라우드 사이에서 상기 스팬방향으로 연장하고 상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 인접한 부분 높이 베인들 사이에서 원주방향으로 연장하는 높이를 각각 갖고, 상기 복수 개의 통로들은 적어도 하나의 바이어스된 통로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 바이어스된 통로의 스팬방향 높이는 상기 복수 개의 통로들 중 다른 통로들의 스팬방향 높이보다 큰 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The row of vanes defines a plurality of passages, the plurality of passages extending in the span direction between the hub and the shroud and adjacent portions of the first partial height vanes and the second partial height vanes. each having a height extending circumferentially between height vanes, wherein the plurality of passages include at least one biased passage, and the spanwise height of the at least one biased passage is greater than that of other passages among the plurality of passages. A diffuser larger than the span direction height.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들은 교대로 그리고 반복되는 공간 배열로 위치되는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the first partial height vanes and the second partial height vanes are positioned in an alternating and repeating spatial arrangement.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 디퓨저는 단일 열 디퓨저이고, 상기 일렬의 베인들은 상기 디퓨저에서 유일한 열의 베인들인 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The diffuser is a single row diffuser, and the row of vanes is the only row of vanes in the diffuser.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 디퓨저는 원심 컴프레서 또는 펌프에 작동 가능하게 결합되도록 구성된 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The diffuser is configured to be operably coupled to a centrifugal compressor or pump.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 허브는 허브 표면을 포함하고, 상기 쉬라우드는 쉬라우드 표면을 포함하고, 상기 디퓨저는 상기 허브 표면 및 상기 쉬라우드 표면 중 적어도 하나의 표면에 위치된 적어도 하나의 길쭉한 유동방향 리세스를 더 포함하는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The hub includes a hub surface, the shroud includes a shroud surface, and the diffuser further includes at least one elongated flow direction recess located in at least one of the hub surface and the shroud surface. A diffuser.
제 25 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 길쭉한 유동방향 리세스는 상기 디퓨저의 원주 주위에 비주기적 배열을 갖는 복수 개의 길쭉한 유동방향 리세스들을 포함하는 디퓨저.
According to claim 25,
The diffuser wherein the at least one elongated flow direction recess includes a plurality of elongated flow direction recesses in an aperiodic arrangement around the circumference of the diffuser.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 복수 개의 제 2 부분 높이 베인들은 고정적이고 상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들 중 인접한 부분 높이 베인들 사이에 고정된 간격을 갖는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
a diffuser wherein the plurality of first partial height vanes and the plurality of second partial height vanes are fixed and have a fixed spacing between adjacent partial height vanes of the first partial height vanes and the second plurality of partial height vanes. .
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 일렬의 베인들은 상기 디퓨저의 유입구의 하류에 위치된 제 1 열의 베인들인 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
A diffuser wherein the row of vanes is a first row of vanes located downstream of the inlet of the diffuser.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 일렬의 베인들은 적어도 하나의 비주기적 섹션을 포함하고, 상기 적어도 하나의 비주기적 섹션은 상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들과 상이한 특성을 갖는 적어도 하나의 베인에 의해 규정된 적어도 하나의 바이어스된 통로를 포함하는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The row of vanes includes at least one aperiodic section, wherein the at least one aperiodic section is defined by at least one vane having different characteristics than the first partial height vanes and the second partial height vanes. A diffuser comprising at least one biased passage.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 부분 높이 베인들 및 상기 제 2 부분 높이 베인들은 상기 디퓨저의 통로 높이보다 작은 높이를 각각 갖고, 이에 따라 리딩 에지 금속 차단을 감소시키고 상기 디퓨저의 통로 영역을 증가시키는 디퓨저.
The method of claim 1 or 2,
The first partial height vanes and the second partial height vanes each have a height less than a passage height of the diffuser, thereby reducing leading edge metal blocking and increasing passage area of the diffuser.
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